שישה פרמטרים חשובים לעיצוב סוללות ליתיום-פולימר
כספק של פתרונות סוללה עם ניסיון עשיר של עשרות שנים, ממליצה חברת JAUCH על מספר דגשים בעת עיצוב סוללות ליתיום פולימריות, לאחר מכן יש לתכנן את ההרכבה במדויק. מאמר זה משמש כמדריך למפתחי מוצרים בשלבי פרויקט מרכזיים.
שישה פרמטרים חשובים לעיצוב סוללות ליתיום-פולימר
סוללה סטנדרטית אמורה להתאים לכל תא - אחרי הכל, זו הסיבה שמגדירים סטנדרטים. סוללות כפתור וסוללות גליליות מגיעות לקצה יכולתן בהתאם לשימוש.
לשעון חכם, למשל, ישנה צריכת אנרגיה גבוהה הרבה יותר משעון יד רגיל. סוללת כפתור הנה פשוטה ולכן אינה יכולה לספק את דרישות החשמל של המכשיר. תיבת שעון הנה קטנה מדי עבור סוללת ליתיום-איון חזקות, ולכן רק סוללת ליתיום-פולימר מסוגלת לספק את הדרישות הפרטניות עבור שעון חכם.
עיצוב מוצר גמיש
טכנולוגיית ליתיום-פולימר מקבילה לסוללות ליתיום-איון מבחינת ביצועים, אך גמישה הרבה יותר מבחינת עיצוב וגודל. זה משום שאין צורך בתיבת מתכת, כפי שנדרש עבור סוללות ליתיום-איון. במקום זאת, התאים פשוט עטופים בשכבה דקה של נייר כסף עם למינציית פלסטיק. הודות למבנה הכריך של תאי הסוללה, גם עיצובים מעוקלים או שטוחים לגמרי בעלי עובי של פחות מ-1 מ"מ ניתנים לביצוע.
עבור מעצבי ומפתחי מוצרים, הגמישות הרבה של סוללות ליתיום-פולימר היא ברכה. לעומת זאת, חופש העיצוב החדש יכול גם להוביל לחוסר בהירות. לכן חשוב לשתף את מפתחי הסוללות, כמו Jauch Quartz GmbH, עוד בשלב מוקדם של פיתוחים חדשים.
על מנת שהעיצוב יהיה מוצלח יש להגדיר את ששת הפרמטרים הבאים בשלב מוקדם:
1) מתח
המתח הממוצע עבור תא יחיד מבין תאי ליתיום-פולימר מוגדר בסטנדרט של 3.6 וולט. מתח הכיבוי הוא 3.0 וולט ומתח הטעינה המקסימלי הוא 4.2 וולט. אם נדרש מתח גבוה יותר, ניתן לחבר מספר תאים לסדרה. חיבור מקביל של מספר תאים גם הוא מאפשר הגדלת ההספק.
2) זרמים
בנוסף למתח, יש להגדיר גם את צריכת הזרם של היישום. יש להגדיר את הזרמים הממוצעים היציבים כמו גם את זרמי הפולס המקסימליים ואורך הפולסים. מתחי השטף והאורך הנדרשים גם הם צריכים להילקח בחשבון.
3) טמפרטורה
יחד עם פרופיל העומס הנוכחי עבור היישום, יש לקחת בחשבון את הטמפרטורה בה יעשה בהן שימוש. סוללות ליתיום תיוניל כלוריד מעוצבות באופן סטנדרטי לשימוש בטווח טמפרטורות של בין -20 ל+60 מעלות צלזיוס. בעת טעינה יש לשמור על טמפרטורה שבין 0 ל-45 מעלות צלזיוס. ישנן סוללות מיוחדות לשימוש בטמפרטורה קיצונית מעל או מתחת לטווח זה.
4) מידות תא הסוללה
כמובן שיש להגדיר מראש גם את מידות תא הסוללה. חשוב לזכור שתאי ליתיום-פולימר מתרחבים עם הזמן. תופעת ההתרחבות גורמת לתאים להיות עבים יותר בכ-10% לאורך זמן. יש להגדיר את מידות תא הסוללה בהתאם. בנוסף, יש להימנע בכל אופן מצדדים חדים או דומיהם בקרבת תא הסוללה כדי למנוע נזק לסוללה.
5) קיבולת
קיבולת הסוללה מעידה על כמות המתח החשמלי שהסוללה מסוגלת לשמר או לשחרר. הקיבולת נקבעת על פי המתח, צריכה נוכחית, טמפרטורה ומקום זמין בתא הסוללה.
6) בטיחות
כדי למנוע טעינת יתר, פריקה עמוקה או קצרים בסוללות ליתיום-פולימר, הן מצוידות ברכיבי הגנה אלקטרוניים הניתנים לקידוד פרטני. על מנת להתאים את מערכת ניהול הסוללה הזו ליישום המדובר, מוגדרים ערכי כיבוי פרטניים עבור המערכת.
בנוסף, על סוללות לעמוד בדרישות בטיחות מסוימות על מנת לוודא שהיישומים מאושרים. הרגולציות בתחום זה הן קפדניות - באופן טבעי - במיוחד בתחום הטכנולוגיה הרפואית.
בהתאם לששת הפרמטרים הללו, מומחי הסוללות של Jauch ימצאו את פתרון סוללת הליתיום-פולימר המתאים עבור כל יישום. אך על מנת לוודא תוצאות אופטימליות, יש ליצור קשר מוקדם ככל האפשר בתהליך העיצוב. אחרת, יתכן והפתרון המבוקש לא יתאים או לא יהיה ישים.
בנוסף לששת הפרמטרים האלו, ישנם גורמים נוספים רבים המשפיעים על הבחירה בפתרון סוללת ליתיום-פולימר.
למידע נוסף בנושא תהליך העיצוב עם סוללות ליתיום-פולימר צרו עמנו קשר!
COMTEL ISRAEL - 097677240
או מלאו את פרטיכם בטופס "צור קשר" באתר: Contact-us