Keksintöjä Li-ion akuissa



Samankaltaiset tiedostot
AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT

Sisältö. Käänteen tekevä Tutkimus&Kehitys osasto, Kansainvälisesti tunnustettu: +13 tutkijaa sisältäen 2 tohtorin tutkinnon suorittanutta.

Suljetun lyijyakun toiminnan peruskäsitteitä

Veneen sähköt ja akusto. Akkujen valinta Lataus ja -laitteet Kaapelointi ja kytkentä Yleisimmät viat sähköjärjestelmissä

Mikroprosessoriohjattu pikalaturi ja purkulaite NiCd, NiMH, Li-Po ja Pb -akuille.

Sisilisko Sähköskootterit

Torqeedo. Palkittu, suorituskykyinen sähköperämoottori.

Torqeedo. Palkittu, suorituskykyinen sähköperämoottori.

Smart Ah lyijyakuille

Akkujen lisävarusteet

OHJEKIRJA. LATAAMINEN 1. Kytke lataaja akkuun. Lue turvallisuusohjeet. 3. Valitse latausohjelma MODE-painikkeella.

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku

AA/AAA/C/D/PP3 AKKUPARISTOLATURIN TUOTEOHJE

HQ-CHARGER81 HQ ERIKOISNOPEA YLEISKÄYTTÖINEN LATURI PARISTOILLE AAA/AA/C/D/9V

KÄYTTÖOPAS Akkujen laturi Smart 100 sisäänrakennettu vilkkuvalo Ah lyijyakuille

ATLAS-AKKU mallit 3 DF 6 ja 3 DF 7

AUTO-HIFI TUUNAUS 4 X 4 VENESOVELLUKSET

Tehokas halogeenivalaisin vilkulla ja valon voimakkuuden säädöllä sekä yövalolla. 12V / 20W. Suunnittelija: Mikko Esala

OHJEKIRJA. LATAAMINEN 1. Kytke laturi akkuun suositusten mukaisesti. Lue turvallisuusohjeet

Aurinkopaneelin lataussäädin 12/24V 30A. Käyttöohje

EasyPower EP48460P-R1-E ( ) EP48310AP-R1-E ( ) Litiumioniakku Käyttöohje Suomi ,

imop Lite Ketterää siivousta

Sähköpyörätuolin asennus ja käyttöohjeet Pyörätuolin käyttöönotto: Pyörätuolin käyttö:

Miten lasketaan akuston sisältämä energiamäärä?

Tuoteinfo Latauslaite DC1804

A registered trademark of SNA Europe Group UUDET KÄYNNISTINAVUT

2-nopeuksinen akkuporakoneruuvain 10,8 V "Light Duty" DD 2G 10.8-LD

Lataussäädin 12/24V 10A. Käyttöohje

Esittely: akun elvytys

NOOX XCIO Bluetooth 4.0 stereokuulokkeet

SAUMAUSPISTOOLI AMMATTIKÄYTTÖÖN

Pellenc Ultra Lithium akkuteknologia

PIKAOPAS E6000/8000-sarja

Osat Ensimmäinen latauskerta ja latauksen tila

CHARGE BOX 0.8 USER MANUAL BATTERY-CHARGER 0,8 AMP 4 Load GmbH. Glendale Str Memmingen Germany

OHJEKIRJA. LATAAMINEN 1. Kytke laturi akkuun suositusten mukaisesti. Lue turvallisuusohjeet

Johdoton työskentely. Back

Martti Alatalo, toimitusjohtaja. rjestelmiä. Litium-ioni akkukenno - Rautafosfaatti LiFePO4

STIGA ST

KÄYTTÖOHJE FI 57 PISTOTULPPA* VIRTAJOHTO CTEK COMFORT CONNECT RESET-PAINIKE VIKATILAN MERKKIVALO LATAUSKAAPELI VIRRAN MERKKIVALO

Ladattava retkisuihku

Aurinko-C20 asennus ja käyttöohje

Lithiumakun oikeanlainen käyttö ja säilytys.

I. Rannekkeen esittely

Akkujen ylläpito. Yleistä akkujen ylläpidosta VAROITUS!

Mutteriväännin iskevä M18 CIW12-402C

HQ-CHARGER TUNNIN KOMPAKTI LATURI AAA/AA -PARISTOILLE

Pyydämme lukemaan käyttöohjeet huolellisesti ennen tuotteen käyttöönottoa

KÄYTTÖOHJE XC 0.8 TÄYTEEN LADATTU PULSE, YLLÄPITOLATAUS 48 FI 6V/0.8A PISTOTULPPA* VIRTAJOHTO CTEK COMFORT CONNECT LATAUSKAAPELI VIKATILAN MERKKIVALO

KÄYTTÖOPAS DIGIOHM 40

LISÄTIEDOTE Laturin ja akun kapasiteettisuositukset

Käyttöohje. Tasapainolauta

20V robottiruohonleikkurin laturi

Hinnasto. Invertterit, laturit, erotinreleet

Maailman helppokäyttöisin akkulaturi

ZAFIR 45 Akkulatauslaite

Teholähteet kannettavissa elektroniikkalaitteissa

KÄyttÖOhJE OnnittELEMME LAtAAMinEn PistOtuLPPA* ViRtAJOhtO ctek comfort connect LAtAusKAAPELi KÄyttÖVALMis täyteen LAdAttu ViKAtiLAn MERKKiVALO

KÄYTTÖOHJE TIMCO 12/24V 130A AKKULATURI / APUKÄYNNISTIN TIMCO 12/24V 480A AKKULATURI / APUKÄYNNISTIN. Käännös alkuperäisestä ohjeesta

SmashBass. Langattomat kuulokkeet

Käsityökaluja muovivannehtimiseen

Aurinko-R10 asennus ja käyttöohje

Standalone UPS system. PowerValue 11/31 T kva 1-vaiheinen UPS kriittisille kuormille

OIKEA VARAUS JOKA KERTA

My50 E/B Matala Hinta, Korkea Laatu. Laskimme tuotteidemme hintoja. Mutta, emme luopuneet hyvästä laadusta.

Maxipackerin oikean aseman tasolla. Yhdellä radiopäätteellä voidaan ohjata useampaa Maxipackeria.

ITE tyhjiöpumput. Käyttöohje. Onninen Oy - Kylmämyynti

Käyttöohje BTE

Varmista että kello on ladattu ennen kuin otat sen käyttöön. Jos sen akun varaus on liian alhainen, kellon toiminnot eivät toimi luotettavasti.

1. Pikakäyttöopas Tärkeät ominaisuudet ja tosiasiat Latausalgoritmis Tekniset tiedot... 10

Ilmareiällisten kennotulppien tulee olla paikallaan. Mikäli akun tulpat eivät ole kipinäsuojattuja, olisi ne hyvä peittää kostealla pyyhkeellä.

ABT NOSTURIVAA AN KÄYTTÖOHJE 3000, 5000, ja 15000kg

PURISTUS. Mallien määrä. Kapasiteetti mm. Tyyppi. Sivu

DIAGNOSTIC POWER SUPPLY WSC 720 OHJEKIRJA. 12 V/24 V Lyijyakuille Ah

Akkulaturit OMISTAJAN KÄSIKIRJA

Käyttöohje. FI Liite. Blue Power IP65 -laturi 12/7 24/5 12/10 24/8 12/15

Mökkisähköistyksen toteutus tuulivoimalla

Hinnasto Invertterit, laturit, erotinreleet

Käyttöohje. FI Liite. BlueSolar-lataussäädin MPPT 100/50

KÄYTTÖOHJE ICF SOLO-HENKILÖNOSTIN

osaa. Käyttäjä voi vaihtaa irrotettavan kaapelin käyttämällä CTEK:n toimittaa alkuperäistä

4. VERKKOVIRTA MERKKIVALO (ladatessa palaa

DEE Sähkötekniikan perusteet

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Sähkötekniikan koulutusohjelma. Teemu Lintunen MUUNNOSSÄHKÖAUTON AKUSTON SUUNNITTELU

LITIUM-POLYMEERI- JA LITIUM- RAUTAFOSFAATTIAKKUJEN KÄYTTÖ KANNETTAVASSA AUDIOLAITTEESSA

Turvapainike. Käyttöohje

Instruções Instruktioner Instructies Instruktioner

Puhdasta joka käänteessä

Robottiruohonleikkurin akkulaturi 28V FIN

EasyPower EP24200P-S4-E ( ) EP24260P-S5-E ( ) EP24200P-O1-E ( ) EP24310P-O2-E ( )

WintEVE Sähköauton talvitestit

Akkukäyttöinen puukkosaha 18,0 V RS

MILWAUKEE ISKUPORAKONE M18 CPD-0

Aurinkojärjestelmän syväpurkauksen ohjausyksikkö Suunnittelu Mikko Esala

KÄYTTÖOHJE. Pidä MODE-painiketta edelleen painettuna, jotta voit yhdistää latausohjelmaan latausoptiot.

PAC Asennus- ja käyttöohje. Edistykselliset akkulaturit

AURINKOKENNON LATAUSSÄÄDIN ENS12/24-30D

KÄYTTÖOHJE XC 0.8 DESULPHATION BULK PULSE, YLLÄPITOLATAUS 6V/0.8A PISTOTULPPA* *Pistotulppa voi poiketa kuvassa esitetystä. XC 0.8 6V/0.

Airsoft-akkujen ABC. Tradesoft Oy, Eero Aarikka ei kaupalliseen käyttöön

VERRAN VOIMAA PIENI JA KEVYT 36V 18V

Transkriptio:

Keksintöjä Li-ion akuissa Pekka Ritamäki Probyte Oy LiFePO4 36V/10A akku LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 1/11

Kuva 1 36 voltin 10Ah LiFePO4 akku on pienikokoinen ja kestää ylilatausta. Latauslaitteessa on kahdeksan merkkilediä, joista voi seurata latauksen edistymistä. Akussa on kiinnityskisko, johon akku työnnetään. Se lukittuu käyttöjänniteavaimella mekaanisesti paikalleen. Akku on tarkoitettu sähkömoottorilla toimiviin laitteisiin. Yllä kuvatulle akulle valmistaja antaa seuraavat tekniset tiedot: Alumiinikotelo 385x110x95mm kantokahvalla Nimellisjännite ja varauskyky 36V/10AH Avainkytkin suojaa varkauksilta Sarjaankytkettyjen kennojen jännitettä tasaava laturi mukana Paino 4.5-5.5Kg Maksimi purkausvirta: 35A Maksimi jatkuva purkausvirta: 20A Varausjaksot : >1000 kertaa Kuva 2 LiFePO4 akusta tulee latauslaitteelle jokainen napa, jotta erillisten kennojen jännitettä voi tarkkailla latauksen aikana. Kennon nimellisjännite on 3.4 volttia. Tämän akun nimellisjännite on 24V ja kapasiteetti 20Ah LiFePO4 tehoakut: Nopeampi lataus ja turvallisempi käyttö Li-ion polymeeri akut, jotka sisältävät lithium kobolttioksidia (LiCoO2) ovat sopivia elektroniikka- ja digitaalilaitteiden virtalähteeksi liikuteltavissa sovelluksissa. Kuitenkin, LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 2/11

lithium kobolttioksidi(licoo2) on hyvin kallista ja vaarallista erityisesti suurtehoakuissa. Hiljattain on löydetty litiumrautafosfaattimateriaali (LiFePO4). Se näyttää olevan paras vaihtoehto kaupallisissa Li-ion polymeeriakuissa. Niissä tarvitaan suurta varauskykyä kuten kannettavissa tietokoneissa, työkaluissa, sähkökäyttöisissä pyörätuoleissa, sähköautoissa ja sähkökäyttöisissä linja-autoissa. LiFePO4 akuissa on monia hyviä ominaisuuksia: se on yhtä turvallinen kuin lyijyakku se on yhtä tehokas kuin litium-ionakku. ne sisältävät litiumrautafosfaattia (LiFePO4) Verrattaessa akun painoa ja sillä kuljettua kilometrimäärää keksimääräisessä sähköautossa voidaan antaa seuraavat karkeat luvut. Kilon LiFePO4 pääsee kilometrin LiCoO2 akulla pääsee puolikilometriä Lyijyakuilla pääsee 220 metriä 1. Latausmenetelmät Li-ion ja LiFePO4: Li-ion (LiCoO2) akut tarvitsevat kaksiosaisen varauksen, jotta ne saataisiin ladattua täyteen. Vaihe 1: käytetään vakiovirtalatausta, jolla päästään 60% täydestä varauksesta. Vaihe 2: Kun akun jännite on saavuttanut 4.2V/kenno siirrytään vakiojännitelataukseen. Tässä vaiheessa latausvirta laskee (kuva 1) ja lataus ei ole kovintehokasta. Vaiheen 1 latausaika on kaksi tuntia ja vaihe 2 tarvitsee toiset kaksi tuntia latausaikaa. LiFePO4 akut voidaan ladata vain yhdessä vaiheessa vakiovirralla. Silloin se on saavuttaa 95% täydestä tehostaan. Se voidaan myös ladata yhdistetyllä vakiovirta- ja vakiojännitelatauksella, jolloin akku saavuttaa 100% varaustehon. Kokonaisvarausaika on vain kaksi tuntia. LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 3/11

. Kuva 3 tavallisen LiCoO2 akun lataustapahtuma muodostuu kahdesta eri vaiheesta. vakiovirta ja vakiojännitevaiheesta 2. Erot LiFePO4 ja LiFePO4 välillä ylilatauksessa ja turvallisessa käytössä LiCoO2 akut ovat hyvin tarkkoja ylivarauksesta. Noin 0.1V ylitys 4.2V nimellisjännitteestä on jo vaarallista lataustilanteessa. Jatkuva ylilataus 4.3 voltilla heikentää akun latauskykyä ja pienentää sen latauskertojen määrää. Pahimmassa tapauksessa ylilataus voi aiheuttaa tulipalon tai räjähdyksen. Näitä sattuu aina silloin tällöin koska latauslaitteet eivät ole täydellisiä. LiFePO4 akuilla on paljon laajempi ylijännitealue. Ne sietävät 0.7 V ylijännitteen niiden nimellisestä 3.4 voltin jännitteestä. Eksoterminen lämpö kemiallisesta reaktiosta, joka syntyy ylijännitelatauksessa on vain 90J/g LiFePO4 akuissa. Sama ylijännitelatauksessa syntynyt lämpö on 1600J/g LiCoO2-akuissa. Mitä enemmän syntyy eksotermistä lämpöä, sitä enemmän lämpö aiheuttaa akussa ongelmia ja sitä suurempi on mahdollisuus akun tulipaloon ja räjähdykseen. LiFePO4 akku voidaan ladata 30 volttiin saakka ilman suojalaitetta. Tämä akku sopii suurta varausmäärää ja suurta tehoa vaativiin sovelluksiin. Akun hyviä ominaisuuksia ovat siis suuri ylijännitekesto ja se on turvallinen. Turvallisuuden kannalta katsoen LiFePO4 akku on samanlainen kuin lyijyakku. LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 4/11

Kuva 4 Lyijy- ja LiFePO4 akun vertailu latauksessa 3. Itsetoimiva jännitetasaus Useita LiFePO4 kennoja voidaan kytkeä sarjaan lataustilanteessa, toisin kuin lyijyakkuja, koska LiFePO4-kennoilla on suuri ylijännitteen kestävyys. Akku tasaa automaattisesti jopa 10% erot akkujen jännitteissä ilman ongelmia akkuja ladattaessa. Kuva 5 LiFePO4 akun sarjaan kytkettyjen kennojännitteen tasaus latauksessa 4. Akun valvonta ja latauslaitteen valmistaminen yksinkertaisempaa LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 5/11

Suuri ylijännitekesto ja automaattinen jännitteen tasaus helpottaa latauslaitteen suunnittelua ja helpottaa suojauslaitteiden tekemistä laturiin. Niiden valmistaminen on yksinkertaisempaa ja edullisempaa kuin perinteisten ja monimutkaisten Li-ion akkulaturien. 5. LiFePO4 akuilla on suurempi latauskertojen määrä ja käyttöikä kuin LiCoO2 akuilla LiCoO2 akut kestävät 400 käyttökertaa. LiFePO4 kestävät 2000 käyttökertaa. Akun vaihto vaikuttaa akun kokonaiskäyttökustannuksiin. Käyttöaika on laskettu 80% varauskyvyn mukaan nimellisestä uuden akun varauskyvystä. 6. LiFePO4 ja LiCoO2 akkujen toiminta suurissa lämpötiloissa LiCoO2 akut kestävät 60 C toimintalämpötilan. LiFePO4 akut toimivat korkeimmassa lämpötilassa 10% suuremmalla teholla. Tämä johtuu suuremmasta Litium-ionien johtavuudesta. LiFePO4 akkumoduulit LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 6/11

Kuva 6 36V 15Ah akku Li-ionfosfaatti akku: 36V/15AH (12 kpl 3.2V 15Ah) Maksimi purkuvirta: 35A Pariston valvontalaitteen määräämä jatkuva purkuvirta : 15A Automaattinen kennojen tasapainotuslaturi 5A, 43.8VDC Mitat: 125*150*350mm, paino: 6Kg Kuva 7 48V/10Ah akku ja kennojen valvontalaite LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 7/11

Kuva 8 Type: #HB-24 --/0A4-2225 Kuva 9 Sähkömoottoripyörä, jossa on 36V napamoottori, 300 rpm ja moottori purettuna LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 8/11

Kuva 10 Moottorielektroniikan asennus napamoottoriin LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 9/11

Kuva 10 Eräs postikärryjen prototyyppi. Vasemmalla tekniikan lisensiaatti Risto Tikkanen. Keskellä on Tampereen Ammattikorkeakoulun opettaja Pekka Kaakinen ja oikealla LiFeSo4 akkujen maahantuoja Pekka Virtanen, Cranedealer, Tampere. LiFeSo4 akkujen yleisiä teknisiä tietoja Kennon jännite : minimi käyttöjännite 2.8V ja normaali käyttöjännite 3.0V.. 3.3V Energian tilavuustiheys 220 Wh/L Energian painotiheys 90 Wh/kg Purkauskerrat kun akun varaus on laskenut 80% nimellisvarauksesta on 2000 Materiaalit painon perusteella: 90% C-LiFePO4 5% hiiltä 5% PVDF LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 10/11

Elektrolyytti LiClO4 Anodi: metallista litiumia Latausmenetelmä. C= akun nimellisvaraus esim. 10Ah Varausvirta C/4 4.2V saakka ja sitten vakiojännitteellä 4.2V kunnes I <C/24 Linkit: [1] Sähköauto ja akkututkimus- European Electric Vehicle Fleet Demonstration with Advanced Batteries. The 14th International Electric Vehicle Symposium (EVS-14) December 11-17, 1997, Walt Disney World Dolphin Orlando, Florida USA http://www.ika.rwth-aachen.de/forschung/veroeffentlichung/1997/11.- 17.12/index.php?PHPSESSID=0a3d - vehi [2] Smith Electric vehicles http://www.smithelectricvehicles.com/chooseelectric.pdf http://www.smithelectricvehicles.com/whyelectric.asp [3]Sveitsiläinen Zebra akkutehdas, joka toimii yhdessä Daimler Benzin kanssa. http://www.cebi.com/cebi/content/index_en.html?a=5&b=9&c=19&d=72 Akkutietoa http://donau.kicms.de/cebi/easycms/filemanager/files/mes-dea/batteries/zebra_z5.pdf [4] Suomen Robottiyhdistys http://robotti.wikidot.com/akut [5] Litium akkuvalmistaja http://www.lithiumtech.com/standardcells.html LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 11/11