Bateria mifototra amin'ny litiôma

Tany amin’ny fiandohan’ny taon-jato faha-20 no efa nisy ny fikaroahana teo amin’ny bateria mampiasa litiôma izay metaly maivana indrindra sady mahery angovonaratra avy amin’ny fiota elektrô-simika, saingy taty amin’ny lohandohan’ny taona 70 vao tonga teo amin’ny tsena ny vatoaratra fototra litiôma. Tsy nety tamin’ny bateria fahanana anefa ny litiôma noho izy akora tsy marin-tombina ka nosoloina iôna litiôma. Ny taona 1991 no tonga teo amin’ny tsena ny bateria Li-ion voalohany.

Namaly ny filàna angovonaratra maharitra sy mateza teo amin’ny mpamboatra fitaovana enti-manaraka avo lenta toy ny fakan-tsary sy finday ary laptôpy ny Li-ion noho ilay rianaratra 3.6V isaky ny singa omeny. Ny ankamaroan’ny finday ohatra dia singa iray ihany dia ampy (raha mila telo amin’ny NiMH manome 1.2V izany).


Litiôma-iôna (Li-ion) 

Ny bateria Li-ion dia mifototra amin’ny fiota eletrô-simika mampizotra iôna litiôma, mandroso sy miverina eo amin’ny elektrôda miabo, vita amin’ny ôksidana metaly (diôksidana kôbalta na manganezy) sy ny elektrôda miiba, vita amin’ny karbôna mihirikaty(*) (grafita, silikona), ao anaty elekrolita mifototra amin’ny sirana litiôma ao anaty tsora organika toy ny etera, izay akora mora mirehitra. Plastika manify feno hirika madinika hivezivezen’ny iôna litiôma no mpanasaraka ny elektroda roa. Ireo rehetra ireo dia voarindra anaty fono mahatanty tsindry avo sy misy valva fiarovana raha mafy loatra ny tsindry vokatry ny entona miforona, ary tokony hahafehy ny hafanana ao anatiny.

Isan’ny lafitsaran’ny Li-ion izy maivana sy avo tahiry fahana raha mitaha amin’ny bateria hafa mitovy habe, tsy manana arika, ary kely fandaniam-pahana raha tsy miasa. Ny rianaratra omen’ny singa Li-ion iray ihany koa dia 3.6V (litiôma-kôbalta) na 3.7V (litiôma-manganezy) izay mahatonga azy ho safidy voalohany amin’ny fitaovana mila herinaratra matanjaka sy maharitra. 

Ny olana lehibe amin’ny bateria Li-ion dia izy mety mora mafana nefa sarotiny amin’ny hafanana ary mety mirehitra na mipoaka mihitsy aza.

Firafitra

Be laro tsy toy ny alkalina na toy ireo vita amin’ny nikela ny firafitry ny bateria Li-ion noho izy mila fikaliana sy fitandremana fatratra. Saika ahitana ireto singa ireto ny bateria Li-ion fampiasa:

Bateria NiMH miaty singa roa mitandahatra manana tahiry fahana 1800mAh ary manome rianaratra 7.2V. Hita ao koa ireo rafitra elektrônika mandamina ny fizotry ny famahanana sy ny fandaniam-pahana, ary miaro ihany koa ny bateria sy ny fitaovana mampiasa azy.
(sary: www.petapixel.com)
  • singa fototra Li-ion mibika varingarina na fisaka mahitsizoro;
  • rafitra elektrônika mpanova sy mpandravona aratra izay mitandro ny fiovaovan’ny rianaratra sy ny vaikanaratra;
  • rafitra elektrônika mpitily mari-pàna izay “manara-maso” ny hafanan’ny bateria;
  • rafitra elektrônika be laro mpitily fahana izay mandamina ny fizotry ny famahanana sy miantoka ny fiarovana ny batería sy ny fitaovana mampiasa azy, manapaka ny herinaratra raha mafana loatra ny bateria, manapaka ny famahanana raha efa ritra ny batería, ary milaza amin’ny fitaovana mampiasa azy (finday na laptôpy ohatra) na ny mpamahana ny refin’ny fahana na ny isan’ny fiverimberenan’ny fahana/fandaniam-pahana, sns.;
  • mpampitohy aratra ety ivelany izay mampifandray ny bateria sy izay fitaovana mampiasa azy na ny mpamahana;

Ny fampiasana elektrôda vita amin’ny metaly tsara karazana sy mifangaro (nikela, viraty, titana, sns.) dia ahazoana mampitombo ny tahiry fahana sy ny fahatezany. Ny fampiasana elektrôlita vita amin’ny pôlimera asolo ilay elektrôlita mora mirehitra dia ahazoana mampitombo tanjaka, manome bika izay tiana, mampihena masonkarena, ary indrindra miantoka ny fiarovana amin’ny fampiasana sy fikirakirana bateria Li-ion.

Famahanana sy Fandaniam-pahana

Ny fiota amin’ny famahanana sy ny fandaniam-pahana dia voafaritra toy izao:

(sary:www.panasonic.com/batteries)

Ny mampiavaka ny famahanana bateria Li-ion dia ny haavon’ny rianaratra isaky ny singa (2.9V – 4.2V), ary tsy latsaka sady tsy mihoatra ireo fangitra ireo,  ary ny tsy fisian’ny fahana mitsitapitapy rehefa feno ny fahana. Fahana haingana koa no tsara amin’ny Li-ion ary tokony ho vita ao anatin’ny 2-3 ora ny famahanana.

Mizara roa ny dingana famahanana ny bateria Li-ion: 

  1. Atomboka amin’ny 2.9V ny rianaratra ary akarina miandalana sady fahanana amin’ny vaikanaratra mitombina amin’ny sanda 0.5C – 1C ny singa Li-ion. Mahatratra 80% ny fahana afaka 1 ora eo ho eo ary ny rianaratra kosa tafakatra ho 4.2V ary tsy mihetsika firy eo intsony (tsy mihoatra ny ±0.05V ny fiovaovana).
  2. Tohizana amin’io rianaratra mitombina io ny famahanana ary ahena miandalana kosa ny vaikanaratra mandram-pahafenon’ny fahana ho 100% afaka 2 ora. Rehefa ho 3% sisa ilay vaikanaratra famahanana dia azo lazaina fa feno izay ny fahana.
Famahanana bateria Li-Ion (sary: www.powerelectronics.com)

Tsy mahatanty fahana mihoatra ny bateria Li-ion ka raha mihoatra ny 4.25V ny rianaratra mpamahana dia mikorontana ny fiota elektrô-simika ao anatiny ary miteraka entona diôksidana karbôna, izay mampiakatra ny tsindry ao anatin’ilay bateria. Miakatra io tsindry io raha mbola mitohy ny fahana ary manokatra ilay valva fiarovana mamoaka ny entona ety ivelany. Manova ny rafitra ao anatin’ny singa Li-ion koa io tsindry io ka miteraka hafanana izay mety handrehitra ilay elektrôlita, ary mety hipoaka aza. Fotoana fohy no itrangan’izany rehetra izany. 

Ny fitaovana mpamahana no isan’ny tompon’antoka amin’ny fahatezan’ny bateria Li-ion. Misy ireo izay mampiasa kômpiotera kely mihitsy mitily ireo karazana tranga mety miseho sy manitsy ny famahanana araka izay tranga miseho; manapaka ny famahanana rehefa tsy ilaina na mandefa ny famahanana raha latsaka ny fahana ka ao ny herinaratra mpamahana. 

Na izany aza misy fahazarana azo apetraka ihany koa hikajiana ny bateria Li-ion:

  • Aza laniana fahana tanteraka ny bateria Li-ion ary aoka tsy ho latsaky ny 20% fahana sy tsy latsaky ny 2.5V ny rianaratra alohan’ny amahanana azy.
  • Ny fahana 100% maharitra koa anefa tsy tsara ho an’ny Li-ion: mety manalava ny faharetany izany fa manafohy kosa ny fahatezany.
  • Tsoahina amin’ny mpamahana araka izany rehefa feno ny fahana ary ampiasaina amin’ny bateria fotsiny fa tsy mila herinaratra ivelany ny fampiasana ny laptôpy. Tsy manimba ilay bateria ny mamerina mamahana rehefa latsaky ny 70% ny fahana satria tsy manana arika ny Li-ion;
  • Sarotiny amin’ny hafanana ny Li-ion koa aza mamahana fitaovana mampiasa bateria Li-ion amin’ny toerana mafana (anaty fiara mitanina andro ohatra). Ny famahanana amin’ny mari-pana latsaky ny 0 degree koa anefa tsy tsara fa mety mampiakatra mari-pana haingana koa.
  • Ampiasao amin’izay asa natokana ho azy ny bateria Li-ion satria tsy mahatanty fandaniam-pahana amin’ny vaikanaratra mihoatra izay nanaovana azy izy. Toy izany koa ny famahanana satria tsy mahazaka vaikanaratra mihoatra izay nanaovana azy ny  bateria Li-ion, koa jereo tsara ny tondro teknikan’ny mpamahana raha mampiasa mpamahana hafa.

Fampiasana

Kely fandaniam-pahana ny Li-ion satria mihena 2% isam-bolana eo ny fahana na dia tsy miasa aza ilay bateria. Azo tehirizina am-bolana amin’ny toerana maina sy mangatsiaka ny Li-ion ka ahena ho 40% ny fahana ary tsy latsaky ny 3.6V ny rianaratra.

Azo ampiasana ny bateria Li-ion ny fitaovana mila herinaratra matanjaka sy maharitra toy ny finday sy laptopy, ary fitaovana enti-manaraka ny tena toy ny fakan-tsary. Ny fiara mandeha amin’ny herinaratra koa dia mampiasa karazana bateria Li-ion izay namboarina manokana ho tsara amin’ny faharetana noho ny amin’ny fahatezana.     

Toro tsotsotra

    • Ny singa Li-ion iray 3.6V dia azo atakalo singa telo NiMH 1.2V rehefa tsy misy fandrarana ny fampiasana azy. Fadiana kosa anefa ny mampiasa Li-ion eo amin’ny toeran’ny NiMH satria ny mpamahana NiMH dia tsy mety velively amin’ny Li-ion;
    • Mila fitandremana ny fikirakirana ny bateria Li-ion. Toy ny bateria rehetra dia fadiana ny fohy-safelika (mampifandray mivantana ny tendrony roa); fadiana koa ny mampifamadika ny tendrony amin’ny fampiasana azy; tsy azo atao mihoatra ny fahana, ary tsy azo lavahina na atao anaty afo na efa lany fahana aza. 
    • Eo amin’ny telo ka hatramin’ny dimy taona eo ny fahatezan’ny bateria Li-ion raha ela, ary io “taonany” io dia miatomboka raha izy vao miala ny ozinina. Raha mividy bateria vaovao araka izany dia mila azo antoka fa vao haingana no nivoahany. Raha mividy fitaovana mampiasa bateria Li-ion koa, laptôpy na finday efa niasa ohatra, dia tsara ny mahafantatra ny “taonany” sy izay fetran’ny fahana ao aminy;
    • Toy izany koa ny bateria, izay mitovy tamin’ilay voalohany ihany atao solony. Raha tsy mahita dia araho izay lazain’ny manamboatra ny fitaovana na fantaro tsara aloha ilay bateria vaovao raha mifanaraka amin’ilay fitaovana sy mpamahana;
    • Mora mafana ny bateria Li-ion ary betsaka ny atony mampiakatra ny mari-pana. Eo ny kalitao amin’ny fanamboarana sy ny akora nanamboarana. Ny fifampikasohan’ny elektroda roa ao anatiny ohatra dia mampiakatra ny mari-pana ao anatiny. Io mazana dia vokatry ny fahasimban’ilay mpanasaraka ny elektrôda: voatsindry na voatery ilay bateria na voalavaka ka niova ny bikany. Eo koa ny fahana mihoatra izay miteraka fahanana mamokatra entona sy  mampiakatra ny tsindry ao anatin’ilay bateria 
    • Araka ny voalaza eo ambony dia aza terena na tsindriana zavatra mavesatra na ampiasana hery mampiova ny bikany ny bateria Li-ion fa mampiova ny rafitra ao anatiny izany ary mampihaona ny elektrôda roa ka mety miteraka hafanana mampirehitra na mampipoaka ilay bateria izany, eny fa na dia tsy miasa aza ilay bateria 

Voambolana sy famaritana

Mihirikaty 
misy loadoaka madinika ny ao anatiny (SLP Mineseb, 1986, cited in de La Beaujardière, n.d.)

Fahatezana sy Faharetana

Ny fahatezana dia ilay halavan’ny fotoana ahazoan’ny bateria mitazona fahana feno isaky ny avy fahanana. Mihena ho 80% eo ny tahiry fahana aorian’ny fahana/fandaniam-pahana in-500 ary telo taona eo io fahatezana io kanefa mety haharitra hatramin’ny dimy taona raha tsara karakara. Mety ho am-bolana anefa raha ratsy karakara na ratsy kalitao hatrany am-piandohana.

Ny faharetana dia ilay halavan’ny fotoana hahazoan’ny bateria miasa sy mandany fahana araka ny angovo ilain’ilay fitaovana mampiasa ilay bateria. Aman’ora (laptôpy) na aman’androny (finday) io arakaraka ny fitaovana raha tsara karakara, ary mety ho fohy noho izany raha ratsy karakara.


Fahana mihoatra (overcharge)

Tsy mahatanty fahana mihoatra ny bateria Li-ion ka raha mihoatra ny 4.25V ny rianaratra mpamahana dia mikorontana ny fiota elektrô-simika ao anatiny ary miteraka entona diôksidana karbôna, izay mampiakatra ny tsindry ao anatin’ilay bateria. Miakatra io tsindry io raha mbola mitohy ny fahana ary manokatra ilay valva fiarovana mamoaka ny entona ety ivelany. Manova ny rafitra ao anatin’ny singa Li-ion koa io tsindry io ka miteraka hafanana izay mety handrehitra ilay elektrôlita, ary mety hipoaka aza. Fotoana fohy no itrangan’izany rehetra izany. 


Ariky ny bateria (memory effect)

Tsy manana arika toy ny NiCd ny Li-ion, fa raha misy fihenan’ny tahiry fahana na tsy fahafenoan’ny fahana dia zavatra hafa ny antony fa tsy ny olan’ny arika velively.   

Mpamahana bateria Li-ion manana rianaratra 8.4V natao ho an'ny bateria misy singa roa mitandahatra sy manana tahiry fahana 1800mAh amin'ny sandam-pahana 0.67CmA.

Fandrarana ny Li-ion eny ambony fiaramanidina

Ny International Civil Aviation Organization (ICAO) dia nanapaka fa ho rarana ny fitondrana bateria litiôma-iôna any anaty entana mandeha amin'ny fiaramanidina mitondra mpandeha manomboka ny 1 Aprily 2016. Noraisina io fepetra io noho ny tranga maromaro niseho vokatry ny hay avy amin'ny bateria litiôma-iôna ka tsy voafehin'ny fiarovana amin'ny afo tao anaty soty. Fepetra mandalo ihany anefa io mandram-pivoakan'ny fenitra vaovao amin'ny fonosana mahafehy hay sy hafanana ho an'ny bateria mifototra amin'ny litiôma izay heverina ho any amin'ny taona 2018. Tsy voakasik'io fepetra io kosa ny bateria anaty fitaovana enti-manaraka ny tena (ICAO, 2016).


Loharanon-kevitra

Battery Showdown

Battery University

Duracell

Energizer

International Civil Aviation Organization

Panasonic

Portable Rechargeable Battery Association (PRBA)

Power Electronics

PowerStream

Print Friendly and PDF

Pejy teo aloha: Bateria NiMH


Tafasiry

Manasa anao hitafasiry momba ny loha hevitra sy ireo andininy nozaraina teto.   

(*) Ny resaka mivoana, tsy maotina, na maniratsira dia azon'ny tompon'andraikitra eto amin'ny Fanoro esorina. Ilaina kosa anefa ny tsikera mitombina hanatsarana ny aty sy ny bikan'ny takelaka.