Li-polymer и Li-Ion аккумуляторы: особенности, отличия и устройство
Развитие технологий идет все быстрее и быстрее с каждым годом. Только недавно появились в продаже первые сотовые телефоны и портативные компьютеры, а сегодня нет человека без современного сенсорного смартфона. Современные портативные гаджеты: планшеты, ноутбуки, телефоны, — используются не только для связи и развлечений, но и для работы. Те, кто использует подобные средства в течении всего дня, очень тщательно подходят к выбору батареи, который в нем используется. Ведь срок беспрерывной эксплуатации напрямую зависит от качества накопителя.
Изначально применялись аккумуляторы NiCd , которые позже заменили более усовершенствованные NiMH. Сегодня все носители работают на Li — ion, LiFePO4, Li — Polymer аккумуляторы. В большинстве случаев применяются литий-ионные и литий-полимерные батареи. Для того чтобы разобраться что лучше Li-polymer или Li-ion, необходимо понимать технологию их работы, а также сравнить все достоинства и недостатки.
Содержание
- Li-ion технология
- Преимущества и недостатки Li- ion аккумуляторов
- Достоинства и недостатки Li-Pol источников тока
- Отличия между Li-ion и Li-polymer
- Литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы
- Выводы
Li-ion технология
Литиевые аккумуляторы стали выпускаться в 90х годах. Функции активного электролита на начальном этапе выполняли кобальт и марганец. Сейчас в Li-ion аккумуляторах в качестве катода используются кобальтат лития, литий-марганцевая шпинель, литий-феррофосфат и другие составы. Но основным является особенность расположения вещества в блоке.
В них электроды (катодная база на фольге из алюминия и анод из меди) разделяются пористым сепаратором, который пропитывается электролитом. Катод и анод в блоке соединены токоснимающими клеммами. Обслуживание заряда обеспечивают положительно заряженные ионы Li. Они с легкостью проходят в кристаллические решетки различных веществ, создают связи, инициируют протекание реакций и вызывают выход энергии.
По принципу работы Li-ion накопители энергии схожи с гелевыми АКБ полного формата.
Как и любая другая технология литий-ионные батареи совершенствуются постоянно. Производители пытаются изготовить товар по более низкой себестоимости, но с улучшенными качествами и наиболее высокой степенью безопасности.
Наталья Либерта
Задать вопрос
Длительный срок эксплуатации
Низкий расход заряда на защитный контур (около 3%)
Низкий саморазряд (от 6%)
Маленький вес и небольшие габариты
Высокое напряжение ячеек по сравнению с NiCd и NiMH элементами – 3,6 В
Легкость в обслуживании (требуется только своевременная подзарядка от внешнего источника питания)
Высокая плотность энергии
Отсутствие эффекта памяти
Необходимость ограничивать максимальное напряжения, а также не допускать слишком сильного его снижения с помощью специальной встроенной платы.
Не устойчивость к морозам. На холоде значительно снижается емкость аккумулятора.
Даже если батарея не используется, она подвержена старению.
Как было понятно из информации выше, Li-Pol накопители энергии отличаются выгодным соотношением массы и емкости. Благодаря этому качеству Li-Pol источники тока применяются при оснащении квадрокоптеров и других радиоуправляемых моделей, в мобильных телефонах и цифровой технике.
Наталья Либерта
Задать вопрос
Маленький вес при высокой емкости энергоносителя
Отсутствие эффекта памяти
Такие аккумуляторы могут быть различных форм и размеров
Малый износ батареи
Наименьший процент саморазряда (5% в месяц)
Быстрая зарядка от внешнего источника питания
Высокая степень безопасности и надежности
Чувствительность к низким температурам
Более высокая стоимость
Такие батареи не стоит доводить до полной разрядки или перезарядки
Необходим особый режим подзарядки
Отличия между Li-ion и Li-polymer
Li-polymer источники — это усовершенствованные Li-ion аккумуляторы. В новых источниках питания на смену пористому электролиту приходи полимерный электролит.
Ранее его применяли в качестве пленки для проводимости напряжения. В Li-pol накопителях энергии толщина элемента стартует от 1 мм, что позволяет получать изделия всевозможных форм и габаритов. Литий полимерный аккумулятор отличие от ионного зависит напрямую от сферы применения.
Главным и самым важным отличием литий-полимерных батарей в том, что они менее воспламеняемы нежели их предшественники. Этот эффект достигнут путем исключения из состава жидких и гелевых электролитов, их заменили на твердую пластину. Такой элемент не допускает образование дендридов в области соприкосновения с литием. Так что риск взрыва или самовозгорания.
Но принципиальный ответ на вопрос, в чем разница Li-Pol аккумуляторов от Li-ion моделей, – это неиспользование электролита в жидком состоянии и сведение к минимуму риска воспламенения. В литий-полимерных АКБ нет ни жидких, ни гелевых электролитов. Активное вещество представляет собой твердую пластину и в области соприкосновения с литием не допускает образования дендритов при циклировании.
Благодаря этому устраняется риск взрывов и возгораний литий-полимерных АКБ.
При первых попытках создать литий-полимерные источники питания были получены батареи со слабой проводимостью, что делало невозможным их применение в гаджетах и других портативных аппаратах. Усовершенствованные Li-polymer АКБ имеют мембрану с электролитом, для изготовления которой применяется пропиленовый разделитель или пористый полиэтилен с содержанием полимера. Взаимодействуя с жидкостью-электролитом, он становится гелеобразным, что не допускает его утечки.
| Характеристика | Li-ion батарея | Li-Pol батарея |
|---|---|---|
| Количество циклов | Больше | Меньше |
| Выбор типоразмеров | Узкий, есть модели в форме цилиндра и призмы, самый популярный цилиндрический размер – 18650. | Широкий, без стандартных рамок формата элементов питания, возможно создание элементов толщиной от 1 мм. |
| Вес | Немного больше | Легкий – за счет применения гелеобразного электролита и сокращения элементов из металла. |
| Емкость при идентичных размерах | Ниже | Выше, почти вдвое. |
| Плотность энергии на единицу массы | От 100 до 190 Втч/кг, в зависимости от материала катода. | От 130 до 200 Втч/кг. |
| Эксплуатационный ресурс | Приблизительно одинаковый: у литий-ионных – от 500 до 2000 циклов заряд-разряд, в зависимости от материала катода, у литий-полимерных – 800 – 1000 циклов. | |
| Риск взрыва или возгорания | Присутствует, но использование платы защиты исключает такой риск. | Минимизирована – благодаря невозможности утечки электролита и использованию интегрированной защиты от избыточного заряда. |
| Допустимые температуры | От -20 до +60 °С, оптимально – от 0 до +30 °С. | |
| Длительность подзарядки | Больше | Меньше |
| Напряжение (номинал) | 3,6 В | 3,7 В |
| Граничное напряжение разряда | 2,8 В | 3 В |
| Оптимальный и пиковый ток нагрузки | <1С и ˃2С, где С – значение емкости. | |
| Особенности заряда | Током величиной 0,1…1С до достижения 4,1…4,2 В, а затем при неменяющемся напряжении. | |
| Степень износа (естественное старение) | Порядка 0,1% в месяц. | Ниже, 20% за 2 года. |
| Скачки напряжения при разряде | Малые | Малые |
| Ценовая категория | Ниже | Выше |
Литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы
Оба типа накопителей энергии схожи по принципиальным характеристикам, разница лишь в области их использования. Литий-ионные зарядные устройства будут хорошо функционировать при температурных показателях от -20 до 60 °С. При других температурах старение источника питания будет происходить быстрее. Срок службы соответственно сократиться.
Li-Pol аккумуляторы производятся всевозможной геометрии, отличаются значительной плотностью энергии и безопасны. Они востребованы в условиях, когда требуется компактный и надежный источник тока.
Промежуток рабочих температур у выпускаемых сейчас Li-Pol батарей идентичен температурному диапазону Li-ion.
Выводы
Технические характеристики обоих элементов такие, что в обычной жизни разница между двумя этими ионными и полимерными накопителями будет не заметна для пользователя, так как выбор в пользу одного или другого не значительно влияет на время работы ноутбука или телефона. Тут большое имеет значение их размеры, потому как использование литий-ионных АКБ в слишком маленьком корпусе проблематично. Поэтому они находят свое применение для оснащения цифровой электроники, персонального электрического транспорта, роботов, аккумуляторных инструментов, инвалидных колясок и множества других устройств. Размер таких батарей может быть только стандартный. В виду высокой проводимости чаще всего их устанавливают в устройства, которые расходуют большой заряд, но в течение короткого цикла.
Из-за используемого при изготовлении специального материала, литий-полимерные элементы питания дают возможность получить нужную емкость при меньших размерах и массе источника тока, поэтому востребованы в портативных устройствах, квадрокоптерах, игрушках, ружьях для страйкбола.
То есть в тех аппаратах, конструкция которых предполагает наличие очень тонкой или маленькой батареи. Принципиальные отличия аккумуляторов типа Li-polymer заключаются в более высокой цене, большой вариативности форм и меньшем количестве внутренних нагрузок.
На практике аккумуляторы обоих типов имеют схожие характеристики, поэтому предпочтения по выбору зависят преимущественно от сферы использования.
Литий полимерные и литий ионные аккумуляторы
За всю историю аккумуляторов было выпущено много различных поколений, которые различались технологиями, материалом изготовления, рабочими токами и напряжениями. В мобильных устройствах и внешних аккумуляторах в разное время также устанавливались разные батарейные элементы. На сегодняшний день в power bank устанавливаются два типа аккумуляторов – Li-ion 18650 и Li-pol плоские. В данной статье мы поговорим именно об этих акб, расскажем об их плюсах, минусах и о том какой лучше выбрать.
Li-ion 18650.
Это аккумуляторы в основе которых используется специальный металл – литий, а цифры 18650 означают его формат (размер). По внешнему виду такие аккумуляторы очень похожи на пальчиковые батарейки. Они были разработаны в начале 90-х годов. На сегодняшний день самые известные производители таких аккумуляторов Samsung, LG, Panasonic, Toshiba.
Температурный режим работы от минус 20 до плюс 60 градусов.
Li-ion батареи имеют очень много плюсов: низкий саморазряд, отсутствие необходимости обслуживания, высокая плотность емкости, высокий срок службы. Кстати служат аккумуляторы довольно долго 500-600 циклов без потери емкости. После этого емкость снизится на 20-25 процентов.
Но также этим элементам присущи и определенные минусы, основным из которых является их взрывоопасность. Это происходит из за перенагрузки, перезаряда и механических воздействий. Не стоит бояться! Все современные Li-ion акб снабжены многоуровневыми защитами, а корпусу внешних аккумуляторов защищают их от механических воздействий.
Поэтому возгорание возможно только намеренно.
Также по современным меркам это тип аккумуляторов довольно громоздкий и занимаем много места в корпусе.
Li-pol (плоские).
Литий полимерный аккумулятор это дальнейшая эволюция литий ионного аккумулятора. В нем в качестве электролита используется полимерный металл. Благодаря этому стало возможным делать аккумуляторы сверхтонкими и практически любой формы. В большинстве мобильных телефонов и компактных устройствах сегодня устанавливается именно этот тип аккумуляторов.
К плюсам Li-pol стоит отнести: слабый саморазряд, высокая плотность, компактные размеры, любой формат, долгая и бесперебойная работа. Срок службы Li-pol акб составляет 700-800 циклов без снижения емкости. В дальнейшем, как и в случае с литий ионными емкость снижается на 25 процентов.
Возможность возгорания присуща и литий полимерным батареям, все из-за того же перезаряда или перенагрузки.
Однако все современные повер банки оснащены защитными системами, которые позволяют избегать таких моментов.
Выводы: таким образом при выборе портативного зарядного или любого другого девайса с li-ion и li-pol аккумулятором, преимущество будет на стороне последнего. Li-pol батарея прослужит дольше, весит и занимаем места меньше. Также она является более современным и надежным накопителем энергии. Мы надеемся что наша статья помогла вам разобраться с типами аккумуляторов, и вы сможете определиться с выбором.
Литий-ионные ( Li-ion ) VS литий-полимерные ( LiPo ) батареи
Литий-ионные (Li-ion) батареи были предпочтительным выбором для смартфонов и различных других портативных устройств. Однако в настоящее время литий-полимерные (LiPo) аккумуляторы постепенно заменяют литий-ионные в качестве основных аккумуляторов для большинства интеллектуальных устройств. Мы собираемся обсудить различия между этими двумя типами батарей в сегодняшнем выпуске Battery Monday.
Литий-ионные батареи состоят из положительных и отрицательных электродов и разделены жидким химическим электролитом, например этиленкарбонат или диэтилкарбонат . Эти батареи в основном имеют цилиндрическую или прямоугольную форму из-за ограничений производственного процесса и материала корпуса. Как и у всех аккумуляторов, емкость литий-ионных аккумуляторов уменьшается по мере цикла зарядки и может даже разряжаться, когда они не используются. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах. В случае прокола может произойти тепловой разгон или возгорание.
Форма Стандартные литий-ионные аккумуляторы требуют прочного корпуса для прижатия электродов друг к другу, в то время как литий-полимерные аккумуляторы этого не делают. В результате маленькие LiPo аккумуляторы на легче по весу по сравнению с традиционными аккумуляторами с твердым корпусом, а тонкопленочная технология может предложить более гибкие конструкции, более точно вписывающиеся в пространство аккумуляторного отсека.
Эти конструкции ячеек могут иметь множество форм, таких как ультратонкие, изогнутые и т. Д., Что также позволяет накапливать больше энергии.
Grepow Изогнутая липосакция | специальное сиденье для носимых устройств
Кроме того, в батареях LiPo микропористый электролит заменяет традиционную пористую диафрагму, а в качестве упаковочного материала используется алюминиево-пластиковая композитная пленка. Эта алюминиевая пленка обеспечивает большую гибкость и снижает вероятность теплового разгона и взрыва из-за утечки электролита.
Срок службыСрок службы литий-ионных аккумуляторов больше, чем у большинства других типов аккумуляторов. Они могут длиться около от двух до трех лет или даже дольше и около 300-500 циклов зарядки . Их срок службы продолжает улучшаться по мере развития производства и технологий литий-полимерных аккумуляторов.
Заключение Как литий-ионные, так и литий-полимерные аккумуляторы подходят для использования с высокой мощностью.
Тем не менее, литий-ионные батареи более широко доступны по более низкой цене, что делает их более подходящими для массового использования. В конечном счете, в использовании литий-ионных и LiPo-аккумуляторов есть свои плюсы и минусы, и лучший из них будет соответствовать потребностям клиентов. . Однако с развитием современных технологий и увеличением потребности в более технологичных устройствах мы в Grepow твердо верим, что литий-полимерные батареи будут пользоваться большим спросом.
Узнайте больше о Grepow
Мы являемся ведущим мировым производителем аккумуляторов, специализирующимся на батареях особой формы, батареях с высокой скоростью разрядки и батареях для БПЛА.
Благодаря настойчивым усилиям нашей команды по исследованиям и разработкам мы, наконец, разработали батарею NMC811 и вскоре приступим к стадии массового производства, что является крупным прорывом.
Если у вас есть какие-либо вопросы по сегодняшней теме или вы хотите узнать что-то, связанное с батареями, свяжитесь с нами по электронной почте [email protected]. Или, если есть что-то, что мы могли бы улучшить и что вы хотели бы узнать, напишите нам, мы прочитаем комментарий и предоставим высококачественный учебник по аккумуляторам.
Официальный сайт Grepow: https://www.grepow.com/
Grepow Facebook: https://www.facebook.com/grepowbattery
Grepow Linkedin: Grepow Battery
Литий-ионные и литий-полимерные батареи
Литий-полимерный аккумулятор относится к литий-ионному аккумулятору, в котором электролитом является твердое или гелеобразное состояние. Как правило, в качестве упаковочного материала используется композитная алюминиево-пластиковая пленка.
В настоящее время в мире существует только два настоящих бренда литий-полимерных аккумуляторов: одна — японская SONY, а две другие — китайские ATL и Grepow. Литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор, что лучше? Какой безопаснее? Литиевая батарея обычно относится к батарее с алюминиевой оболочкой, электролит находится в жидком состоянии, а внешний упаковочный материал представляет собой алюминиевую оболочку, а литий-полимерная батарея безопаснее, чем литиевая батарея. Литий-полимерный аккумулятор — это модернизированный продукт литий-ионных аккумуляторов. Это безопаснее (без взрыва), чем популярная в настоящее время литий-ионная батарея. жидкий корпус будет более подвержен взрывам по сравнению с корпусом из алюминия. Однако из-за времени, необходимого для замены всей отраслевой цепочки, его стоимость по-прежнему относительно высока, и он используется только в цифровых продуктах высокого класса (ультратонкие ноутбуки, БПЛА и т.
д.). Литий-полимерный аккумулятор не имеет проблем с утечкой, внутри аккумулятора не содержится жидкий электролит, а используется твердое коллоидное вещество.Какая разница в форме? Полимерно-литиевая батарея – это новый тип батареи, он отличается большей миниатюризацией, ультратонкостью, легкостью, а также высокой безопасностью и низкой стоимостью, а также имеет другие очевидные преимущества. По форме литий-полимерный аккумулятор имеет ультратонкие характеристики, может сочетаться с любым типом продукта, имеет любую форму и емкость аккумулятора. Литий-полимерные батареи Grepow могут иметь толщину всего 0,4 мм и изгибаться под углом 170 градусов. если это емкость 3,6 В 400 мАч, Grepow может сделать для вас тонкую батарею. Литий-полимерные батареи могут иметь различную форму. Если вы хотите купить литий-полимерный аккумулятор у производителя, вы можете легко запросить аккумулятор особой формы и размера, подходящий для вашей ситуации.
