http://www.xenoenergy.com/


    

КАТАЛОГ | ПРИМЕНЕНИЕ | РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТИЦИИ

XenoEnergy – компания, которая специализируется в разработке и производстве литий тионил хлоридных (Li-SOCl2) 3,6В первичных элементов питания, применяемых на индустриальном рынке.

Преимуществами их являются широкий температурный диапазон, низкий саморазряд, высокая ёмкость, лучшие параметры выходного напряжения и безопасности по сравнению с другими известными типами батареек.

Высокое качество обеспечивается как современным производственным оборудованием, тщательным входным контролем материалов и 100% выходным контролем продукции, так и более чем 15 летним опытом разработки и производства элементов питания.

Головной офис и фабрика компании располагаются в Южной Корее – одной из наиболее динамично развивающихся стран региона.

Обратите внимание, что наша компания может помочь вам в расчете времени жизни элементов питания Xeno для вашего приложения и подборе батарейки. Для этого надо заполнить форму Lithium Battery Questionnaires.


Каталог продукции Xeno Energy

Xeno Energy Full Catalog

Xeno Energy Short Form Catalog

Xeno Catalog Terminal


Product XL-050F XL-055F XL-060F XL-100F XL-145F XL-205F XL-210F XLP-050F XLP-055F XLP-060F XL-414F XL-420F
ANSI Standart 1/2AA 2/3AA AA A C D 1/10D 1/2AA 2/3AA AA CC DD
IEC Standart ER14252 ER14335 ER14505 ER17500 ER26500 ER32L615 ER33L65 ER14252 ER14335 ER14505 ER261020 ER341245
Nominal Voltage 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V 3.6V
Nominal Capacity 1.2Ah 1.65Ah 2.4Ah 3.6Ah 8.5Ah 19Ah 1.0Ah 1.2Ah 1.65Ah 2.4Ah 15Ah 35Ah
Max. Cont. Current 30mA 40mA 60mA 100mA 150mA 230mA 20mA 30mA 40mA 60mA 250mA 450mA
Max. Pulse Current 60mA 90mA 120mA 200mA 230mA 400mA 40mA 100mA 150mA 200mA 530mA 1000mA
Operating Tempreture -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C -55~+85'C
Diameter (Max) 14.5mm 14.5mm 14.5mm 16.8mm 25.8mm 33.6mm 33.2mm 14.5mm 14.5mm 14.5mm 26mm 32.9mm
Height (Max) 25.1mm 33.3mm 50.1mm 50.7mm 49.0mm 59.0mm 7.0mm 25.1mm 33.3mm 50.1mm 100mm 124.5mm
Weight 9g 12g 17g 24g 51g 98g 19.2g 9g 12g 17g 95g 205g






Области применение продукцкии Xeno Energy

Li-SOCl2 элементы питания широко используется в промышленности. Основные области применения продиктованы свойствами батареек:

  • Средства измерения расхода энергии: электричества, газа, воды, тепла.
  • Средства контроля условий хранения и транспортировки на основе RF ID (Toll Tags).
  • Питание памяти и/или часов реального времени.
  • Системы идентификации RF ID и трэкинг контроля.
  • Системы безопасности и пожарной сигнализации, такие как контроль доступа или датчики разбития стекла, открывания дверей/окон, датчики дыма, огня, температуры и.д.
  • Медицинские устройства. Портативные измерители уровня сахара в крови, средства мониторинга давления, ритмов сердца, температуры и т.д.
  • Средства для научных исследований: океанографии, миграции зверей и птиц, контроля сейсмической активности и метеорологии.
  • Портативные датчики: давления, вибраций, температуры, например в нефте и газодобыче.
  • Военная и космическая техника, например резервное питание датчиков и систем управления в авиатехнике.
  • Информационные технологии: беспроводные сети, средства измерения и контроля состояния проводных/беспроводных сетей, резервное питание, интеллектуальные здания и т.д.





Руководство по эксплуатации продукции Xeno Energy

1. Введение

    1.1 Литий-тионилхлоридный элемент питания Показать/скрыть детальную информацию

    В течение нескольких последних десятилетий быстрое продвижение вперед в области разработки и миниатюризации электронных устройств создало спрос на легкие, компактные и высокоэффективные источники питания для широкого диапазона различных условий. Литиевые элементы питания, которые дают максимум энергии на выходе за счет использования лития – металла с самым большим известным электродным потенциалом, привлекли к себе повышенное внимание как оптимальные источники питания для удовлетворения этого спроса. Как следует из их названия, в данных гальванических элементах в качестве анода используется литий, при этом различные системы отличаются материалами катода, электролитом, а также конструкцией элемента и другими химическими добавками. Таким образом, каждый тип литиевых элементов питания имеет свои характеристики в силу вышеуказанных причин.Литиевые элементы питания делятся на три категории в зависимости от типа катода и электролита, как показано в следующей ниже таблице 1-1.

    ТАБЛИЦА 1-1 Основные типы первичных литиевых элементов питания

    Каждый из типов литиевых элементов питания имеет свои собственные специализированные характеристики, такие как электрическое напряжение, максимальный возможный ток, плотность энергии и рабочую температуру.

    Среди литиевых гальванических элементов тионилхлоридные Li-SOCI2-батареи являются в настоящее время самым лучшим выбором для имеющихся электронных и промышленных устройств по совокупным характеристикам, особенно электрической надежности в различных условиях, большому сроку хранения, длительному сроку службы и безопасности.

    1.2 Литиевые элементы питания производства XenoEnergy Показать/скрыть детальную информацию

    XenoEnergy – это компания, занимающаяся НИОКР и производством, которая специализируется в области элементов питания на основе Li-SOCI2 и имеет 15-летний практический опыт НИОКР, производства и продаж. Пользуется теоретической поддержкой Корейского университета, специализирующегося в области технологий элементов питания. XenoEnergy – это компания, занимающаяся Li-SOCI2-элементами питания, которая путем проб и экспериментов приобрела ценный опыт. Благодаря сотрудничеству с Корейским университетом, XenoEnergy в настоящее время является ведущей компанией в этой области и компанией, которая очень хорошо понимает как технологии, так и потребности своих клиентов и потому имеет преимущества по отношению к своим конкурентам.

    1.3 Общие характеристикиПоказать/скрыть детальную информацию

    Общие характеристики литий-тионилхлоридных элементов питания производства XenoEnergy перечислены ниже.

    • Высокое напряжение
      Этот элемент питания имеет напряжение разомкнутой цепи 3,67 В и является одним из самых высоких среди литиевых элементов питания. Поэтому он может заменить два или три обычных элемента питания.

    • Стабильность напряжения
      Рабочее напряжение этого элемента питания остается стабильным в течение его срока службы.

    • Широкий диапазон температур
      Такой элемент питания можно использовать в широком диапазоне температур, от -55°C до +85°C. По специальному заказу возможна поставка элементов питания с расширенным диапазоном температур, до +130°C (макс. +150°C).

    • Очень большой срок хранения
      Эти элементы питания демонстрируют значительно меньшую скорость саморазряда, не более 1% в год при комнатной температуре без нагрузки, и их фактический срок хранения превышает 10 лет. Низкий саморазряд обеспечивают пассивационная пленка на поверхности лития и герметичная конструкция.

    • Высокая плотность энергии
      Этот элемент питания имеет самую высокую плотность энергии (до 700 Вт-ч/кг и 1380 Вт-ч/л), превышающую аналогичный показатель любого другого первичного элемента питания.

    • Безопасность
      Поскольку данный гальванический элемент не является системой, находящейся под давлением, ему не требуется защитное устройство для стравливания давления. Из элемента питания не выделяются никакие газы, так как его корпус герметичен. Элемент питания также имеет безопасную внутреннюю конструкцию, включая очень ограниченное количество лития и размещение лития вдоль внутренней стенки корпуса элемента, поэтому исключена опасность какого-либо происшествия или взрыва под действием токов короткого замыкания и в условиях теплового пробоя. Компания XenoEnergy не смогла выявить никаких проблем с точки зрения безопасности в ходе испытаний изделий во внештатных условиях. Вся продукция XenoEnergy имеет международную сертификацию UL (см. главу 6).

    1.4 Сравнение различных литиевых гальванических элементов Показать/скрыть детальную информацию

    На рисунке 1-1 показаны сравнительные данные нескольких основных типов первичных элементов питания.

    Литий-тионилхлоридные элементы производства XenoEnergy демонстрируют наилучшие и наивысшие значения основных характеристик, таких как номинальное напряжение, плотность энергии, максимальный срок службы и диапазон рабочих температур.

    Благодаря сварному и герметичному корпусу литиевых элементов питания XenoEnergy их срок службы может превышать 10 лет. Поэтому такие элементы питания лучше всего подходят для применения там, где требуются небольшие непрерывные токи в течение длительных периодов и умеренные импульсные токи. К примерам таких систем относятся системы дистанционных датчиков в устройствах обеспечения безопасности, различные приборы учета ресурсов, устройства радиочастотной идентификации (RFID) и системы резервного питания запоминающих устройств.

    В частности, беспроводным пассивным инфракрасным (PIR) датчикам для систем безопасности обычно требуются очень маленькие токи (десятки микроампер) в состоянии покоя и 7,5 - 10 мА при передаче. При таких условиях работы литий-тионилхлоридный элемент питания обеспечивает срок службы до 1, 5 - 2 раз больший, чем литиевые элементы той же емкости на основе диоксида марганца.

    И хотя химия литий-тионилхлоридного элемента питания несколько сложнее, это наилучшее решение для тех потребителей, которые ищут решение для питания своих систем с длительным сроком службы, превышающим сроки службы всех остальных конкурирующих вариантов.

    РИСУНОК 1.1 Сравнение основных типов первичных элементов питания

2. Химический состав элемента питания и химическая реакция

    2.1 Химический состав элемента питания Показать/скрыть детальную информацию

    Анод

    Анод литиевого элемента питания XenoEnergy представляет собой фольгу из чистого лития высшего класса очистки (содержание лития свыше 99,8%). Она располагается в свернутом виде вдоль стенки корпуса элемента, обеспечивая большую надежность электрического соединения и безопасность.

    Катод

    В качестве материала катода в литиевых элементах питания XenoEnergy используется порошок углерода, связанный политетрафторэтиленом. Он обеспечивает эффективное электрическое соединение. Обычно, когда к элементу подключается нагрузка, SOCI2 может восстанавливаться на поверхности углеродного катода. Также происходит выделение LiCI и S и их отложение на углеродном катоде. На катоде происходит химическая реакция между тионилхлоридом и ионами лития.

    Сепаратор

    В изделиях XenoEnergy используются сепараторы между катодом и анодом, выполненные из нетканого стекловолокна. Это помогает движению ионов при разрядке и препятствует внутренним коротким замыканиям, обеспечивая надежность при хранении.

    Электролит

    Электролитом литиевого элемента XenoEnergy служит сочетание тионилхлорида (SOCI2), хлорида лития (LiCI) и тетрахлорида алюминия (AICI3). Тионилхлорид имеет низкую температуру замерзания, -105°C , и высокую температуру кипения, 79°C. Он демонстрирует хорошее восстановление во время разрядки элемента вне зависимости от условий окружающей среды и низкий саморазряд в условиях хранения.

    Коллектор тока

    Коллекторы тока литиевого элемента питания XenoEnergy разные для каждого типоразмера элемента. Пожалуйста, обратитесь к рисунку 2-1 , где представлены чертежи элементов питания малых типоразмеров (1/2AA, 2/3AA, AA, A), больших типоразмеров (C, D) и плоских элементов питания (1/10D). Коллектор тока обеспечивает наилучшую эффективность электрического соединения между катодом и клеммой положительного полюса.

    Корпус и крышка элемента

    Корпус и крышка литиевого элемента питания XenoEnergy выполняются из нержавеющей стали марки 304L (наш аналог - ГОСТ 03Х18Н11). Она очень хорошо подходит для использования там, где требуются немагнитные условия при разрядке и хранении. Корпус и крышка также рассчитаны на то, чтобы выдерживать механические напряжения и суровые условия окружающей среды.

    Герметизация

    При изготовлении изделий XenoEnergy используются два способа герметизации. Один из них – это уплотнение типа «стекло - металл» (GM) между клеммой положительного полюса, выполненной на 52% из никелевого сплава, и верхней крышкой, которая является отрицательным полюсом и выполняется из нержавеющей стали в сборке днища. Другой способ – это уплотнение между корпусом и сборкой днища. Для этого в XenoEnergy используется технология лазерной сварки. Такие герметичные сварные швы используются для того, чтобы обеспечить лучшее сохранение рабочих характеристик при длительном хранении, длительный период разрядки и надежность. Эти герметичные швы обеспечивают более высокий уровень безопасности, чем другие типы герметизации.

    Важно! Уплотнение типа «стекло-металл» является очень ответственным элементом с точки зрения контроля качества ввиду возможности микроскопических трещин, которые могут привести к выходу элемента из строя в будущем. Сборка с уплотнением «стекло-металл» поставляется изготовителем, который имеет многолетний опыт, и проходит повторную аттестацию в ходе окончательного контроля в компании XenoEnergy с применением наших специальных методик. Этот метод контроля имеется только в компании XenoEnergy, и он позволяет выявить любые проблемы герметизации «стекло-металл», а также обнаруживать другие возможные трещины, возникшие из-за сварки. Методы и технологии контроля, используемые в XenoEnergy, доказали свою успешность тем, что никаких жалоб, связанных со сваркой и герметизацией типа GM, не возникало.

    РИСУНОК 2-1 Конструкция литиевого элемента питания XenoEnergy

    2.2 Химическая реакция Показать/скрыть детальную информацию

    В литий-тионилхлоридных элементах питания XenoEnergy жидкий тионилхлорид (SOCI2) используется в качестве положительного активного материала, а литий (Li) – в качестве отрицательного активного материала. Он выполнен из неорганических материалов.

    В литиевых элементах питания XenoEnergy протекают следующие химические реакции;

    Окисление анода (отрицательного полюса): 4 Li ? 4 Li+ + 4e-

    Восстановление катода (положительного полюса): 2 SOCI2 + 4e- -> SO2 + S + 4 CI- (SOCI2 покрыт углеродным катодом)

    Вся реакция выглядит следующим образом: 4 Li + 2 SOCI2 ? 4 LiCI + S + SO2 Вышеуказанный диоксид серы (SO2) растворяется в электролите.

3. Рабочие характеристики

    3.1 Характеристики напряжения Показать/скрыть детальную информацию


      3.1.1 Стандартное напряжение Показать/скрыть детальную информацию


      Типичным диапазоном рабочего напряжения литиевых элементов питания XenoEnergy является диапазон 3,4~3,6 В, как показано на рисунке 3-1. Это достаточно высокий диапазон по сравнению с другими конкурирующими Li-SOCI2-элементами питания, который достигается благодаря специальному строению катода, разработанному компанией XenoEnergy. В условиях непрерывной разрядки с определенными умеренными значениями тока напряжение остается постоянным и стабильным до конца срока службы элемента.

      РИСУНОК 3-1 Разрядная характеристика при температуре +20°C (элемент типоразмера 1/2AA, XL-050F)

      3.1.2 Задержка напряжения Показать/скрыть детальную информацию

      Если литиевые элементы питания XenoEnergy хранятся в течение определенного периода времени, не разряжаясь или при очень низком токе разрядки, а затем подключаются к некоторой нагрузке, происходит резкое падение первоначального напряжения.

      Это общее свойство всех литий-тионилхлоридных элементов питания, которое обусловлено образованием пленки LiCI на поверхности литиевого анода, как показано в п. 2.2, «Химическая реакция». Такая пленка называется «пассивационной пленкой». Эта пленка не только обеспечивает длительный срок хранения и службы элемента питания, превышающий аналогичные показатели других типов элементов питания, но и вызывает задержку напряжения из-за того, что требуется некоторое время на сжигание пассивационной пленки под действием протекающего тока нагрузки. При первом подключении нагрузки после периода хранения низшее минимальное напряжение можно проверить, и оно называется «МНПП (Минимальное напряжение переходного процесса)». В соответствии с условиями окружающей среды элемента питания, такими как время хранения, температура, амплитуда импульса, коэффициент заполнения импульсов, базовый ток, вибрация и механические воздействия, диапазон задержки напряжения может быть разным при тонкой или толстой пленке LiCI.

      Если элемент питания хранится без непрерывной разрядки, толщина пленки LiCI может сначала увеличиваться в течение определенного периода времени. Затем толщина стабилизируется, лишь слегка увеличиваясь, как показано на рисунке 3-2.

      РИСУНОК 3-2 Образование пассивационной (LiCI) пленки

      Если элемент питания хранится в условиях температуры, циклически меняющейся от комнатной до некоторой более высокой температуры, толщина пассивационной пленки может увеличиваться активнее, чем в случае хранения при постоянной комнатной температуре. Амплитуда импульсов и коэффициент заполнения импульсов также могут влиять на толщину пленки LiCI. Более высокая амплитуда импульсов и более короткие периоды импульсов уменьшают толщину пленки LiCI.

      Базовый ток и регулярная вибрация также могут уменьшить пассивационную пленку. Обычно базовые токи 2 мкА/см2 на поверхности анода могут предотвращать пассивацию, помогая элементу питания реагировать на определенные нагрузки соответствующим образом без серьезной задержки напряжения. Однако если в том или ином случае имеют место регулярные циклы импульсов и базовый ток, это может способствовать уменьшению пассивации и помогать депассивации анода.

      3.1.3 Кривые задержки напряжения Показать/скрыть детальную информацию

      На рисунке 3-3 показаны различные кривые задержки напряжении в зависимости от протекающего тока.

      Низкий уровень тока (Кривая A)

      Во время начальной разрядки напряжения постоянны и стабильны, задержка напряжения отсутствует, и такие кривые используются в системах резервного питания запоминающих устройств.

      Средний уровень тока (Кривая В)

      Во время начальной разрядки имеется небольшая задержка напряжения, но МНПП выше напряжения отсечки. Обычно напряжение отсечки находится в диапазоне 2,5~3,0 В.

      Высокий уровень тока (Кривая С)

      Во время начальной разрядки происходит сильное падение напряжения, и в течение некоторого времени напряжение остается ниже уровня отсечки, а затем возвращается к уровню отсечки. Если напряжение остается ниже уровня отсечки, даже в течение очень короткого времени, содержимое памяти подключенных устройств может оказаться потеряно. В этом случае необходима дополнительная поддержка, например, увеличение базового тока, установка конденсатора или подключение дополнительного элемента питания.

      РИСУНОК 3-3 Кривые задержки напряжения

      3.1.4 Характеристики напряжения Показать/скрыть детальную информацию

      Литий-тионилхлоридный элемент питания XenoEnergy обладает хорошими характеристиками задержки напряжения и коротким временем восстановления, а также имеет довольно широкий диапазон амплитуд импульсов. Компания XenoEnergy разработала эти элементы питания специально для улучшения показателя МНПП. Компания выпускает семейство элементов XLP, которое разработано в основном с целью уменьшения пассивации и достижения хороших показателей восстановления напряжения при различных температурах и обеспечения длительного срока хранения

    3.2 Емкость элемента питания

      3.2.1 Зависимость емкости от времени разрядки и тока разрядки Показать/скрыть детальную информацию

      Емкость элемента питания в течение срока службы – это величина тока, которую может давать элемент питания, умноженная на время в часах, в течение которого элемент питания способен давать этот ток при определенном конечном напряжении. Емкость элемента питания в основном зависит от тока разрядки и времени разрядки. На рисунке 3-4 представлено изменение емкости в зависимости от времени разрядки.

      РИСУНОК 3-4 Изменение емкости в зависимости от времени разрядки (XL-060F)

      В номинальном диапазоне тока, указанном в каталоге XenoEnergy для данной модели, номинальная емкость отражает максимальные значения без учета эффекта саморазряда. В случае разрядки при токах ниже номинального скорость саморазряда будет выше, чем химическая реакция, вызванная длительным временем разрядки при низких токах. Поэтому имеющаяся емкость в этом случае обычно меньше. В случае разрядки при токах выше номинального внутреннее сопротивление возрастает вследствие быстрого движения ионов. В результате имеющаяся емкость также будет меньше при более высоком отклонении.

      3.2.2 Зависимость емкости от импульсной разрядки Показать/скрыть детальную информацию

      В настоящее время наблюдается тенденция использовать в большинстве электронных устройств, работающих на литий-тионилхлоридных элементах питания, сочетание очень низкого непрерывного базового тока и периодического или случайного импульсного тока с высоким значением, как показано на рисунке 3-5. Обычно базовый ток служит для того, чтобы поддерживать память входного сигнала и чтобы не допускать или уменьшать задержку напряжения путем увеличения базового тока, а импульсный ток используется для распознавания определенных изменений или передачи данных.

      В соответствии с решаемой задачей количество циклов импульсов может быть разным, и отношение между временем включения и выключения обычно составляет от 1:10 до 1:10 000. Эти циклы импульсов аналогичны определенному среднему значению тока, Iср1 и Iср2. Среднее значение тока также связано с емкостью элемента питания. Обычно при среднем значении тока, таком как Iср1 и Iср2, емкость несколько выше, чем в случае разрядки при данном базовом токе или пиковом токе (Iпик). При меньшей частоте циклов импульсов (1:10 000) средний ток намного ниже пикового тока, но несколько выше базового тока, как в случае Iср1. При более частых циклах импульсов (1:10) средний ток немного ниже пикового тока, но намного выше базового тока, как в случае Iср2.

    3.3 Влияние температуры Показать/скрыть детальную информацию

    Литий-тионилхлоридные элементы питания XenoEnergy можно использовать в чрезвычайно широком диапазоне рабочих температур, от -55°C до 85°C. При низких температурах диапазон рабочего напряжения и емкости будет ниже, чем при комнатной температуре или при высоких температурах, из-за меньшего движения ионов и более высокой плотности защитного слоя. При более высоких температурах диапазон рабочих напряжений будет несколько выше, но емкость будет меньше, чем при комнатной температуре, из-за быстрого движения ионов и меньшей плотности пассивирующей пленки.

    В частности, изделия XenoEnergy демонстрируют наилучшие рабочие характеристики и рабочее напряжение при циклической смене хранения при высоких температурах и разрядки.

    На рисунке 3-6 показана разница емкостей элемента питания XL-050F в зависимости от тока при различных температурах, а на рисунке 3-7 показана зависимость рабочего напряжения от изменений температуры при различных нагрузках. Температурные характеристики каждой модели имеются в каталоге продукции XenoEnergy.

    РИСУНОК 3-6 Зависимость емкости от тока (XL-050F, типоразмер 1/2AA)

    РИСУНОК 3-7 Зависимость рабочего напряжения от температуры (XL-050F, типоразмер 1/2AA)

    Компания XenoEnergy может дать более точную и достоверную оценку срока службы с помощью нашей методики оценки зависимости фактической емкости от тока при различных температурах, если заказчик предоставит подробные графики изменения температуры, как показано в нижеследующем примере.

    3.4 Длительное хранение и разрядка Показать/скрыть детальную информацию

    Компания XenoEnergy понимает, что литий-тионилхлоридные элементы питания в основном используются там, где требуется длительное хранение, гарантированный и длительный срок службы (обычно более 10 лет). Поэтому XenoEnergy начала испытания фактического длительного хранения и испытания разрядки опытных образцов элементов питания еще в 2000 г. Это было сделано для демонстрации потребителям высокой надежности продукции XenoEnergy путем предоставления фактических данных по саморазряду и результатов длительного хранения вплоть до конца срока службы элементов питания.

      3.4.1 Характеристики длительного хранения Показать/скрыть детальную информацию

      XenoEnergy продолжает проводить испытания по фактическому долгосрочному хранению с 2000 г. Для проверки саморазряда в компании XenoEnergy используется микрокалориметрия. Этот метод относится к методам неразрушающего контроля и является эффективным и точным способом измерения саморазряда по измерению теплового потока от батарейки.

      Порядок измерения выглядит следующим образом;


        1) Испытуемый образец взвешивается
        2) Берется контрольный образец той же массы но без литиевой фольги
        3) Контрольный образец помещаются в калориметр и выдерживаются несколько часов до состояния теплового равновесия
        4) Измеряется тепловой поток контрольного образца – это диссипация, не связанная с саморазрядом, по этому параметру определяется нулевой уровень «фон».
        5) Аналогично проводятся измерения на испытуемом образце
        6) После вычитания фона получается тепловой поток W вследствие саморазряда
        7) Рассчитывается скорость саморазряда в год (S) по следующей формуле.

        здесь C – номинальная емкость в ампер-часах
        8) Имеется небольшое отклонение, вызванное образованием пассивационной пленки, коррозией литиевого анода и разложением SOCI2.

      Элемент питания XenoEnergy демонстрирует саморазряд на уровне ниже 1% после хранения в течение 1 года без разрядки при комнатной температуре. Обычно скорость саморазряда сначала несколько выше, но существенно снижается и продолжает неуклонно уменьшаться с течением времени. При более высоких температурах скорость саморазряда увеличивается (при +60?С составит около 3,5%), а при низких – падает. Пожалуйста, обратитесь к рисунку 3-8.

      РИСУНОК 3-8 Скорость саморазряда и потеря емкости – элементы XL-050F и XL-060F (при измерении микрокалориметром)

      (XL-050F, типоразмер 1/2AA, изготовлен в 2000 г.) (XL-060F, типоразмер AA, изготовлен в 2000 г.)

      3.4.2 Характеристики длительной разрядки Показать/скрыть детальную информацию

      Компания XenoEnergy также провела испытания фактической разрядки нескольких опытных образов в течение длительного периода при отсутствии нагрузки с 2000 г. По основным моделям эти испытания проводились до настоящего времени при различных условиях базового тока, и проверялась интенсивность отказов, чтобы оценить надежность нашей продукции в долгосрочной перспективе.

      На рисунке 3-9 показан результат испытаний разрядки в течение длительного периода времени и интенсивности отказов. Результаты отфиксированы на середину 2007 года.

      РИСУНОК 3-9 Разрядка в течение длительного времени и интенсивность отказов

    3.5 Ориентация элемента питания Показать/скрыть детальную информацию

    Ориентация элемента питания может влиять на емкость во время разрядки, потому что может быть разным положение электролита и его количество, контактирующее с литием и катодом. Существуют три возможных ориентации элемента, когда элемент питания устанавливается в питаемый прибор, как показано на рисунке 3-10.

    РИСУНОК 3-10 Возможная ориентация элемента питания при разрядке

  • При установке в вертикальном положении на емкость не оказывает влияния величина разрядного тока, будь он высокий, номинальный или низкий.
  • В горизонтальном положении на емкость элементов малых типоразмеров (1/2AA, 2/3AA, AA, 1/10D) не оказывает влияния величина разрядного тока, будь он высокий, номинальный или низкий. На емкость элементов больших типоразмеров (C, D) малый или номинальный разрядный ток не оказывает влияния, но если разрядный ток высокий, это может повлиять на емкость. (Можно ожидать снижение емкости при высоких значениях разрядного тока примерно на 15~30%.)
  • В перевернутом положении на емкость элементов малых типоразмеров (1/2AA, 2/3AA, AA, 1/1 OD) величина разрядного тока, будь он высокий, номинальный или низкий, оказывает меньшее влияние. Однако разрядный ток оказывает влияние на емкость элементов больших типоразмеров (C, D), особенно если это высокий ток. При установке в перевернутом положении литий и катод находятся в фиксированном положении, тогда как электролит опускается на дно в этом случае, и в верхней части элемента питания образуется область, где анод и катод не покрыты электролитом. Элементы питания большего типоразмера имеют большее пустое пространство, поэтому уменьшение емкости таких элементов в перевернутом положении будет больше, чем у элементов меньших типоразмеров (примерно на 20~40% емкости при таком же высоком токе разрядки.)

4. Руководство по выбору и применению элементов питания
    4.1 Области применения

      4.1.1 Типичные варианты применения Показать/скрыть детальную информацию

      Литиевые элементы питания XenoEnergy обладают превосходными характеристиками с точки зрения различных аспектов, поэтому их можно использовать в различных областях. В частности, они хорошо подходят для применения там, где используются небольшие базовые токи и периодические умеренные импульсные токи. Они также обеспечивают надежную работу в системах непрерывного резервного питания запоминающих устройств и в часах реального времени. Ниже приведены некоторые из типичных вариантов применения литиевых элементов питания XenoEnergy.

      Приборы учета потребления

      Электрические счетчики, калориметры, газовые счетчики, счетчики воды, расходомеры и различные системы автоматического снятия показаний счетчиков (AMR)

      Системы безопасности

      Датчики движения, беспроводные пассивные инфракрасные (PIR) датчики, дверные/оконные датчики, датчики тревожной сигнализации, звуковые датчики, вибродатчики, беспроводные дымовые извещатели, системы перемещения наличных денег и пульты управления системами безопасности

      Резервирование запоминающих устройств и часы реального времени (RTC)

      Персональные компьютеры, торговые автоматы, рисоварки, цифровые телевизионные приставки, звуковая аппаратура, видеоаппаратура, игры, игровые автоматы, банкоматы, контрольно-кассовые аппараты и переносные банкоматы

      Устройства пропуска для проезда по платным дорогам и устройства радиочастотной идентификации (RFID)

      Встроенные системы считывания на автомобилях для оплаты проезда по платным дорогам, системы поиска в реальном времени, регистраторы данных, системы идентификации, системы управления больничным хозяйством, системы управления складами, образовательные системы, системы доения

      Автомобильное оборудование

      Системы контроля давления в шинах, оборудование GPS, датчики подушек безопасности, автомобильные радиосистемы и системы управления дорожным движением, тахометры

      Системы отслеживания

      Системы отслеживания перемещения людей, животных, отслеживания перемещения грузового транспорта и контейнеров, системы отслеживания в энергетике и навигационные системы

      Передача данных (на основе малогабаритных блоков)

      Беспроводные системы кассовых терминалов, беспроводная перьевая мышь, оборудование сбора данных, ПЛК и УАТС

      Морское оборудование

      Глубиномеры для занятий дайвингом, буи, маяки, морские измерительные устройства, морские платформы и различное океанографическое оборудование

      Военная техника

      Радиочастотное оборудование, устройства наведения, системы ночного видения, минные и гидроакустические буи

      Другие малогабаритные измерительные приборы

      Счетчики времени стоянки, ЖК-панели, промышленные часы, регуляторы температуры, оберточные машины, медицинское оборудование, железнодорожные контроллеры, ошейники для животных, измерительные и счетные устройства

      4.1.2 Указания по применению Показать/скрыть детальную информацию

      Указания по применению содержатся в таблице 4-1 и имеют в своей основе тенденции, наблюдающиеся на рынке. Они предназначены для того, чтобы дать потребителям некоторые параметры, которыми можно воспользоваться, чтобы выбрать наиболее подходящие им модели. Но вы также можете использовать и другие возможные модели, если необходимы большие или меньшие токи и емкости.

      ТАБЛИЦА 4-1 Указания по применению

    4.2 Основы выбора элементов питания Показать/скрыть детальную информацию

    Процесс выбора элемента питания может начинаться с началом разработки нового оборудования или замены имеющейся системы питания. Каталог продукции и технические указания XenoEnergy вместе с другими данными, имеющими отношение к элементам питания, могут помочь потребителям выбрать наиболее эффективные элементы питания для их систем. Однако у каждого поставщика имеются похожие типы элементов питания, в то же время их химические характеристики слегка отличаются. Кроме того, у каждого потребителя свои условия эксплуатации оборудования. Поэтому для помощи в разработке конструкций и решений, отвечающих конкретным потребностям, и для создания новых или замены существующих специализированных решений важно иметь следующую информацию.

    Опишите подробности проекта

    Название проекта, название заказчика, область применения и сфера действия проекта

    Выберите тип элемента питания по каталогу

    Тип элемента питания, пространственные ограничения для конструкции элемента питания, если это необходимо, требуемые рабочие характеристики, тип клемм, данные о проводке и разъемах (с подробным указанием длины и толщины проводов, номера деталей корпуса и контактов разъема на чертеже изготовителя) и другие особые требования к конструкции.

    Укажите электрические характеристики

    Напряжение – рабочее напряжение, напряжение отсечки (линия для запоминающего устройства)

    Характеристика тока – базовый ток, импульсный ток, ожидаемая емкость, ожидаемый срок службы

    Добавьте информацию об условиях окружающей среды

    Температура хранения, рабочая температура, график температуры (распределение по диапазону температур)

    Укажите другие условия, если они есть

    Другие условия, которые могут повлиять на характеристики элемента питания и его срок службы (поддержка в виде конденсатора, соединение нескольких элементов питания, ударные нагрузки и вибрация)

    Рассчитайте срок службы и оцените условия эксплуатации

    По запросу компания XenoEnergy поможет вам выбрать элемент питания или батарею элементов питания и рассчитать срок службы. Чтобы получить эту услугу, пожалуйста, заполните «Анкету проекта по литиевым элементам питания», которую можно взять на сайте дистрибьютора XenoEnergy. Она предназначена для того, чтобы заказчики эффективно проанализировали условия эксплуатации своего оборудования, и XenoEnergy смогла предложить оптимальный тип элемента питания с требуемым сроком службы.

5. Проектирование схем элементов питания

    5.1 Схема цепи для резервного питания запоминающего устройства Показать/скрыть детальную информацию

    Литиевые элементы питания производства XenoEnergy признаны и аттестованы UL, номер файла аттестации MH28122. Underwriter's Laboratories (UL) рекомендует следующие требования к электрической схеме для использования литиевых элементов питания XenoEnergy.

    Литиевые элементы питания XenoEnergy не должны подключаться последовательно к источнику электропитания, который увеличивает ток прямого направления через эти элементы питания. На рисунке 5-1 изображена общая рекомендуемая схема для резервного питания запоминающего устройства с использованием литиевых элементов питания XenoEnergy.

    РИСУНОК 5-1 Общая схема для резервного питания запоминающего устройства

    Электрическая цепь для этих элементов питания должна включать в себя один из следующих элементов;

    1) Два подходящих диода или эквивалентных элемента, подключаемые последовательно с этими элементами питания для предотвращения всякого обратного тока (тока зарядки). Второй диод используется для обеспечения защиты в случае выхода из строя первого. Изготовитель устройства должен внедрить контроль качества или аналогичную процедуру, чтобы гарантировать правильность подключения полярности диодов в каждом блоке, или

    2) Блокирующий диод или эквивалентный элемент для предотвращения всякого обратного тока (тока зарядки) и резистор для ограничения тока в случае отказа диода. Номинал резистора должен быть выбран таким образом, чтобы он ограничивал обратный ток (ток зарядки) максимальным значением, указанным ниже;

    Хранение, использование и утилизацию этих элементов питания следует осуществлять в соответствии с «Предупреждением», которое нанесено на элементы питания XenoEnergy и сообщает следующее;

    «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Имеется опасность возгорания, взрыва и сильных ожогов. Запрещается перезаряжать, раздроблять, разбирать, нагревать до температуры выше 100°C (212°F), сжигать элементы питания или подвергать их содержимое воздействию воды».

    5.2 Поддержка в виде конденсатора Показать/скрыть детальную информацию

    Увеличение внутреннего сопротивления литиевого элемента питания после длительного хранения – обычное явление при отсутствии разрядки с достаточной скоростью или при крайне неравномерной импульсной разрядке с высоким значением импульсов.

    Увеличение внутреннего сопротивления литиевого элемента питания после длительного хранения – Внутреннее сопротивление также может значительно увеличиваться при непрерывной разрядке на небольшую нагрузку в течение нескольких лет (разрядка порядка 80% емкости). Полная емкость литиевого элемента питания не может быть обеспечена к концу срока службы, потому что рабочее напряжение может упасть из-за увеличившегося внутреннего сопротивления в результате длительной разрядки.

    Кроме того, при высоких уровнях тока, как показано на кривой C в п. 3.1.3, «Кривые задержки напряжения», или при низких рабочих температурах падение МНПП может быть значительным, и рабочее напряжение может уменьшиться.

    В этом случае XenoEnergy рекомендует использовать элементы питания с поддержкой в виде конденсатора, чтобы обеспечить максимальные рабочие характеристики к концу срока службы.

    РИСУНОК 5-2 Типичная схема поддержки в виде конденсатора

    Формула для выбора номинала конденсатора может быть предложена изготовителем конденсатора в следующем виде;

    Тип конденсатора: Электролитический конденсатор, суперконденсатор (ионистор)

    Существуют две формулы для выбора номинала конденсатора:

    На практике заказчики должны выбирать номинал конденсатора примерно в 2 раза выше полученного в результате вышеприведенного расчета, чтобы учесть различные условия окружающей среды в достаточной степени.

    В конденсаторе имеется некоторый ток утечки, и он может быть связан с потреблением емкости элемента питания. Обычно он мал, но его также необходимо учитывать при расчете емкости элемента питания.

    5.3 Соединение нескольких элементов питания Показать/скрыть детальную информацию


    Соединение нескольких элементов питания требует опыта. Заказчикам, не обладающим квалификацией в области соединения элементов питания, не следует пытаться соединять элементы питания. Особенно это касается Li-SOCI2-элементов, которые имеют герметизацию типа «стекло - металл» вокруг клеммы в крышке и нижний изолятор внутри нижней части корпуса. Поэтому требуется соблюдать осторожность при соединении, чтобы не допустить никаких механических повреждений и не создать проблем. Компания XenoEnergy не может нести никакой ответственности за проблемы с качеством, возникшие в результате неправильного соединения элементов питания. Поэтому, пожалуйста, обращайтесь в компанию XenoEnergy или к лицу, обладающему соответствующей квалификацией, если требуется осуществить соединение элементов питания.

      5.3.1 Предупреждения относительно выбора элементов питания для соединения Показать/скрыть детальную информацию

      • Следует выбирать элементы питания одинакового типа и размера
      • Элементы питания, прослужившие одинаковое время
      • Изделия одного и того же изготовителя ии Элементы питания, имеющие одинаковую структуру и выполненные по одной технологии

      5.3.2 Ориентация элементов в зависимости от варианта соединения Показать/скрыть детальную информацию

      Как показано выше, в п. 3.6, «Ориентация элемента питания», на емкость элемента питания может оказывать влияние его ориентация во время разрядки. В частности, элементы большего типоразмера (C, D), установленные в перевернутом положении, при высоком разрядном токе демонстрируют заметно меньшую емкость, чем в случае их установки в правильном вертикальном или в горизонтальном положении. Поэтому, чтобы получить наивысшую емкость при разрядке, необходимо выполнять следующие правила при соединении элементов питания больших типоразмеров.

      1) Соединение элементов в одинаковом положении установки (при типоразмерах C, D)

      В случае последовательных соединений элементы питания следует соединять в одинаковом положении и соединять различные клеммы проводами, как показано на рисунке 5-3. При параллельном соединении элементы питания следует соединять в одинаковом положении, используя обычное параллельное соединение, как показано на рисунке 5-3.

      РИСУНОК 5-3 Последовательное и параллельное соединение элементов питания в одинаковом положении (рекомендуемый вариант соединения)

      2) Соединение элементов в разных положениях установки (при типоразмерах C, D)

      При последовательном соединении можно соединять элементы питания в разных положениях, но соединенные элементы питания должны быть установлены горизонтально. Вертикальная установка не рекомендуется, потому что емкость может уменьшиться из-за перевернутого положения установки элементов, как показано на рисунке 5-4.

      РИСУНОК 5-4 Последовательное соединение элементов питания в разном положении (нерекомендуемый вариант сборки)

      5.3.3 Предупреждения и порядок соединения элементов питания Показать/скрыть детальную информацию

      • Отделите элементы питания друг от друга, чтобы не допустить короткого замыкания.
      • Выберите диапазоны напряжений так, чтобы соединенные элементы питания разряжались одинаково, без зарядки.
      • Скрепите соединенные элементы клеящим веществом или лентой
      • Сваривайте электрические никелевые клеммы (клеммы с маркировкой Т1 XenoEnergy) каждого положительного полюса и отрицательный корпус точечным или лазерным сварочным аппаратом с соответствующим током. Диапазон тока важен, но он будет разным в зависимости от того, какой сварочный аппарат использует монтажник. После точечной сварки следует взять образцы, чтобы проверить качество сварного шва. Клеммы типа T1 не должны отрываться от области сварки под действием силы, направленной вверх и эквивалентной весу в 20 кг.
      • Паять выводы клемм следует в течение короткого времени, чтобы не допустить повреждения вследствие чрезмерного нагрева.
      • Не сваривайте и не паяйте непосредственно к корпусу элемента, потому что это приводит его перегреву.
      • Обмотайте места пайки изоляционной лентой.
      • Для защиты наденьте на соединенные элементы питания термоусадочную трубку или кожух.
      • Нанесите на элемент питания соответствующие данные путем печати или снабдите его этикеткой с указанием модели, напряжения, информации по обеспечению безопасности, предупреждений, кодовых обозначений дат и другой информации, которая требуется потребителю.
      5.3.4 Конфигурации блоков параллельно соединенных элементов

      5.3.4 Конфигурации блоков параллельно соединенных элементов питания Показать/скрыть детальную информацию


      При параллельном соединении в течение срока службы возможны случаи протекания обратного тока в некоторых элементах. Такие случаи возникают в результате разности напряжений или разных скоростей разрядки элементов питания. Чтобы избежать этой ситуации, необходимы шунтирующие диоды. Функция такого шунтирующего диода заключается в том, чтобы пропускать через себя разрядный ток, если элемент разряжен. Поэтому такой диод может предотвратить переразрядку элемента питания и обеспечить работу батареи элементов питания в течение всего срока службы вне зависимости от наличия разряженных элементов питания.

      5.3.5 Конфигурации блоков последовательно соединенных элементов питания Показать/скрыть детальную информацию

      При последовательном соединении с отдельными источниками питания некоторые опасения может вызывать чрезмерно высокий ток, влияющий на элемент питания, который вызван неисправностью цепи. Чтобы избежать этой ситуации, необходимы блокирующие диоды. Функция блокирующих диодов заключается в том, чтобы предотвращать протекание тока в элемент питания. Ток утечки диода должен быть ниже 10 мкА.

      РИСУНОК 5-5 Предлагаемые варианты соединения нескольких элементов питания с защитными устройствами (Общая конфигурация последовательных и параллельных соединений)

    5.4 Пайка Показать/скрыть детальную информацию

    Обычно компания XenoEnergy поставляет элементы питания с различными типами клемм для монтажа элементов питания на печатные платы путем пайки. Клеммы изделий производства XenoEnergy выполняются из никеля (клеммы T1, AX) и в некоторых случаях они предварительно лужены сплавом SnPb на конце для облегчения пайки (T2, T3).

    Ниже перечислены возможные способы пайки. Более подробную информацию можно получить по запросу.

      5.4.1 Пайка вручную Показать/скрыть детальную информацию


      Выполняется квалифицированными монтажниками с помощью ручного паяльника.
      • Не допускайте контакт паяльника с корпусом элемента питания, это может привести к перегреву элемента питания.
      • Паяльные работы необходимо выполнять очень быстро (максимум в течение 5 секунд)
      • Не допускайте перегрева элемента питания при пайке.

      5.4.2 Пайка волной припоя Показать/скрыть детальную информацию


      Выполняется с помощью автоматических ванн с расплавленным припоем на линиях серийного производства.

      Меры предосторожности

      • Не допускайте падения элементов питания в ванну с расплавленным припоем.
      • Поддерживайте температуру ванны с припоем в пределах 260~280°C.
      • Время погружения должно быть не более 5 сек.
      • Не допускайте перегрева элемента питания при пайке.
6. Хранение и депассивация

    6.1.1 Хранение батарей Xeno Показать/скрыть детальную информацию


    Хранить батареи Xeno нужно в сухом (влажность до 30%), прохладном (температура окружающей среды до +30?С), вентилируемом помещении в оригинальных упаковках. Свежие батарейки нельзя хранить вместе с уже использованными и тем более с поврежденными. При частичных отгрузках со склада рекомендуется использовать сначала батарейки из более ранних приходов. Следует также учитывать эффект пассивации

    6.2.1 Депассивация Показать/скрыть детальную информацию


    Если батарейки долгое время хранятся без токоотдачи, то становится заметен эффект пассивации. Нарастание пленки хлорида лития LiCL ведет к резкому первоначальному падению напряжения при включении после долгого хранения – см. пункт 3.1.2. Эффект пассивации становится заметным после полугодичного хранения для стандартных батареек серии XL. Если предполагается хранение дольше полугода, лучше использовать специальную серию XLP. Если профиль тока приложения таков, что падение напряжения после долгого хранения может быть критичным, XenoEnergy рекомендует перед применением провести депассивацию. Простой способ ограничить начальную просадку напряжения значением 3,0В следующий: нужно замкнуть положительный и отрицательный полюсы на короткое время: 3с для моделей XL-050, XL-055, XL-060 и 5с для XL-145 и XL-205. Дополнительная информация доступна по запросу