Li-ion vs. Nicad

Lithium-ion (atau Li-ion) Bateri lebih kecil, memerlukan penyelenggaraan yang rendah dan lebih selamat daripada alam sekitar Nickel-Cadmium (juga dipanggil Nicad, Nicd atau Ni-cd) bateri. Walaupun mereka mempunyai persamaan, bateri Li-ion dan NICD berbeza dalam komposisi kimia mereka, kesan alam sekitar, aplikasi dan kos.

Carta Perbandingan

Elektrokimia

Bateri nikel-kadmium menggunakan kadmium untuk anod (terminal negatif), nikel oxyhydroxide untuk katod (terminal positif) dan kalium hidroksida berair sebagai elektrolit.

Bateri lithium-ion menggunakan grafit sebagai anod, lithium oksida untuk katod dan garam litium sebagai elektrolit. Ion litium bergerak dari elektrod negatif ke elektrod positif semasa pelepasan, dan kembali semasa mengecas. Sel elektrokimia lithium-ion menggunakan sebatian litium interkalasi sebagai bahan elektrod dan bukannya litium logam, tidak seperti bateri utama lithium pakai buang.

Kesan alam sekitar

Bateri Nicad mengandungi antara 6% (bateri perindustrian) dan kadmium 18% (bateri pengguna), yang merupakan logam berat toksik dan oleh itu memerlukan penjagaan khas semasa pelupusan bateri. Kerajaan persekutuan mengklasifikasikannya sebagai sisa berbahaya. Di Amerika Syarikat, sebahagian daripada harga bateri adalah bayaran untuk pelupusannya pada akhir hayat perkhidmatannya.

Komponen bateri lithium-ion selamat dari segi alam sekitar kerana litium adalah sisa nonhazardous.

Kos

Bateri lithium-ion berharga kira-kira 40 peratus lebih banyak untuk menghasilkan kerana litar perlindungan tambahan untuk memantau voltan dan arus.

Operasi dan prestasi

Kelemahan terbesar bateri nikel-kadmium adalah mereka mengalami "kesan ingatan" jika mereka dilepaskan dan dicas semula ke keadaan yang sama beberapa kali. Bateri "mengingati" titik dalam kitaran cajnya di mana pengisian semula bermula dan semasa penggunaan seterusnya voltan tiba -tiba jatuh pada ketika itu, seolah -olah bateri telah dilepaskan. Walau bagaimanapun, kapasiti bateri tidak mengurangkan. Sebilangan elektronik direka khas untuk menahan voltan yang dikurangkan ini cukup lama untuk voltan kembali normal. Walau bagaimanapun, sesetengah peranti tidak dapat beroperasi melalui tempoh penurunan voltan ini, dan bateri kelihatan "mati" lebih awal daripada biasa.

Kesan yang sama yang disebut kemurungan voltan atau kesan bateri malas, hasil daripada pengulangan berulang. Dalam hal ini bateri nampaknya dicas sepenuhnya tetapi dilepaskan dengan cepat selepas hanya tempoh operasi yang singkat. Sekiranya dirawat dengan baik, bateri nikel-kadmium boleh bertahan selama 1,000 kitaran atau lebih sebelum kapasitinya jatuh di bawah separuh kapasiti asalnya.

Masalah lain adalah pengecasan terbalik, yang berlaku disebabkan oleh ralat oleh pengguna, atau apabila bateri beberapa sel dilepaskan sepenuhnya. Pengecasan terbalik boleh mengurangkan hayat bateri. Hasil sampingan pengecasan terbalik adalah gas hidrogen, yang boleh berbahaya.

Apabila tidak digunakan secara teratur, dendrite cenderung berkembang di bateri Nicad. Dendrite adalah kristal nipis, konduktif yang boleh menembusi membran pemisah antara elektrod. Ini membawa kepada litar pintas dalaman dan kegagalan pramatang.

Bateri lithium-ion adalah penyelenggaraan yang rendah. Mereka boleh dicas semula sebelum mereka dilepaskan sepenuhnya tanpa membuat "kesan memori" dan beroperasi dalam julat suhu yang lebih luas. Apabila dibandingkan dengan Ni-CD, pelepasan diri dalam lithium-ion kurang daripada separuh, menjadikannya sesuai untuk aplikasi tolok bahan api moden. Satu-satunya kelemahan adalah bateri lithium-ion rapuh dan memerlukan litar perlindungan untuk mengekalkan operasi yang selamat. Litar perlindungan dibina ke dalam setiap pek, yang mengehadkan voltan puncak setiap sel semasa cas dan menghalang voltan sel daripada menjatuhkan terlalu rendah apabila dilepaskan. Untuk mengelakkan suhu ekstrem suhu sel juga dipantau.

Saiz dan jenis

Sel Ni-CD boleh didapati dari AAA hingga D, saiz yang sama dengan bateri alkali, serta beberapa saiz sel pelbagai. Sebagai tambahan kepada sel tunggal, mereka boleh didapati dalam pek sehingga 300 sel, yang biasa digunakan dalam aplikasi perindustrian automotif dan berat. Untuk aplikasi mudah alih, bilangan sel berada di bawah 18 sel. Terdapat 2 jenis bateri NICD: dimeteraikan dan dibuang.

Bateri Li-ion lebih kecil, lebih ringan dan memberikan lebih banyak tenaga daripada bateri nikel-kadmium. Mereka juga boleh didapati dalam pelbagai bentuk dan saiz dalam 4 jenis format:

• Silinder kecil (badan pepejal tanpa terminal, seperti yang digunakan dalam bateri komputer riba)
• Silinder besar (badan pepejal dengan terminal berulir besar)
• Kantung (badan lembut, rata, seperti yang digunakan dalam telefon bimbit)
• Prismatic (kes plastik separa keras dengan terminal berulir besar, sering digunakan dalam pek daya tarikan kenderaan)

Sel kantung mempunyai ketumpatan tenaga tertinggi kerana ketiadaan kes. Walau bagaimanapun, ia memerlukan beberapa bentuk pembendungan luaran untuk mengelakkan pengembangan apabila tahap caj negeri (SOC )nya tinggi.

Aplikasi

Bateri Nicad boleh dipasang ke dalam pek bateri atau digunakan secara individu. Sel kecil dan kecil boleh digunakan dalam lampu suluh, elektronik mudah alih, kamera, dan mainan. Mereka boleh membekalkan arus lonjakan yang tinggi dengan rintangan dalaman yang agak rendah, menjadikan mereka pilihan yang menggalakkan untuk pesawat model elektrik, bot, kereta, alat kuasa tanpa wayar dan unit kilat kamera. Sel banjir yang lebih besar digunakan untuk bateri memulakan pesawat, kenderaan elektrik, dan kuasa siap sedia.

Dengan kualiti seperti kepadatan tenaga yang tinggi, tiada kesan ingatan, dan kehilangan caj yang perlahan apabila tidak digunakan, bateri lithium-ion adalah pilihan yang paling popular untuk elektronik pengguna. Mereka juga semakin popular untuk aplikasi ketenteraan, elektrik, dan aeroangkasa.