Blandt opgaverne som nutidens elektronik står over for, er effektiv energy harvesting og -lagring. Således har japanske Nichicon, der blandt andet fremstiller kondensatorer, udviklet SLB-serien af små batterier. Der er tale om lithium-ion-celler med en lithium-titanium-elektrode, der giver god ydeevne og holdbarhed.
I det følgende ses på:
– Hvordan skiller små batterier i SLB-serien sig ud fra de konkurrerende løsninger?
– Ladefaktor og C-hastighed
– Forbedret Nichicon-celleydelse
– Teori og praksis for energihøstningsteknologi
IoT-teknologier har eksisteret i årevis. De gør det muligt at indsamle præcise data om f.eks. trafik, vejr, luftkvalitet i byer, vores helbred. Og de forbedrer videresendelse af kurerforsendelser, afhentning af lagerordrer, vej-, jernbane- og endda lufttransport. Ligeledes kan de gøre de vores hjem og arbejdspladser mere sikre. Kernen i alle disse teknologier er energieffektive trådløse kommunikationsmoduler, baseret på BLE- eller LoRa-moduler og drevet af små men effektive energikilder.
Der er store fremskridt indenfor mobile strømforsyning. Blandt de avancerede energilagringsmetoder som bruges i fjernsensorer og wearables, skiller miniatureløsninger sig ud. Det er her, lithium-ion-batterier (med en negativ elektrode udviklet ved hjælp af lithium-titanium-teknologi), kommer ind med Nichicons SLB-serie af produkter. De er baseret på Toshibas proprietære SCIB™-teknologi – som primært anvendes i fremstillingen af energilagringsløsninger med høj strøm. Serien er indkapslet i et hus på størrelse med en lille elektrolytisk kondensator.
Egenskaber
Den japanske leverandør har introduceret SLB-serien til sit produktsortiment for at imødekomme behovene hos producenter af bærbare enheder, industrielle sensorer samt forbrugsvarer.
Sammenlignet med standardløsninger som f.eks. en 18650-celle, skiller Nichicon-produkter sig ud på mange områder. De er designet til at opfylde høje krav, ikke kun med hensyn til dimensioner, men også med hensyn til elektrisk ydeevne og holdbarhed.
TME tilbyder i øjeblikket 5 modeller af kompakte Nichicon-batterier. Se tabel og oversigt over ”basic features”.
SLB-celler har en levetid på 25.000 opladnings-/afladningscykler. Således kan de bruges i kredsløb, hvortil der tilføres ekstern energi uregelmæssigt/ujævnt. Det kan være enheder, der bruger solcellepaneler eller små vindmøller der kun oplades sporadisk. Gentagne opladninger af batteriet i løbet af dagen (f.eks. på grund af skydække eller skiftende vinde), påvirker ikke SLB-cellernes energilagringskapacitet væsentligt.
Opladnings- og afladningsstrøm
Lithium-titanium-batteriers opladnings-/afladningsstrøm når en nominel værdi på 20C, dvs. 20 gange batterikapaciteten divideret med 1 time. Det betyder, at den leverede og trækkende strøm kan være så høj som 150 mA * 20 = 3 A. Med sådanne opladningsparametre vil cellen blive fuldt mættet med energi inden for kun 3 minutter. Omvendt kan batteriet også levere en høj strøm på kort tid. F.eks. at tænde en alarm og sende en besked via et langtrækkende radiomodul.
Kombineret med en lang levetid muliggør dette konstruktionen af enheder, der:
(a) kun oplades periodisk (under vedligeholdelsesarbejde, når målerværdien aflæses), og som effektivt bruger den akkumulerede energi på daglig basis.
(b) oplades gradvist, f.eks. ved hjælp af en lille solcelle, men som alligevel er i stand til at aktivere både elektroniske kredsløb og elektromekaniske komponenter som servo´er, magnetventiler m.m.
Modstandsdygtighed over for miljøforhold
SLB-seriens celler vil ofte blive anvendt i kritiske miljøer. Det kan f.eks. være fjernsensorer i landbruget. Eller der kan være tale om weareable elektronik som medicinske armbånd eller smartwatches. En meget vigtig egenskab ved batterierne er dermed deres termiske tolerance. De kan fungere uden problemer ved temperaturer i området fra -30°C til 60°C.
Originaltekst af Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o. (redigeret)
