Li polymer или li ion: Чем отличается Li-ion от Li-Pol? Применение и стоимость

Содержание

Li-Ion или Li-Po — какой аккумулятор лучше выбрать? | by NEOVOLT.RU | Надёжные аккумуляторы

Neovolt.ru Блог Сравнения

Есть ли разница между литий-ионным (Li-Ion) и литий-полимерным (Li-Po) аккумуляторами при выборе телефона или ноутбука, какие отличия и что лучше купить?

Узнайте, какие есть отличия между Li-Ion и Li-Po аккумуляторами.

Разница между литий-ионным и литий-полимерным типами аккумуляторов значительна, если полимерный материал выступает в качестве электролита. Здесь вы узнаете особенности каждого типа батареи и сможете сделать правильный выбор.

Посмотрите, какими бывают аккумуляторы для телефонов и смартфонов — их типы и характеристики.

Забегая наперёд, поспешим вас успокоить — при покупке смартфона, планшета или ноутбука тип аккумулятора внутри вам встретится один и тот же. И чтобы там ни было указано — Li-Ion или Li-Po, это меньше всего повлияет на время работы и характеристики устройства в целом.

Например, модель процессора или версия прошивки для общей автономности мобильного гаджета (имейте ввиду, что речь не об инструментах) куда важнее типа аккумулятора. Выбирайте наиболее ёмкую батарею и читайте отзывы от реальных пользователей.

На корпусе АКБ может быть указано Li-Ion или Li-Ion Polymer, но в последнем случае полимер используется в корпусе батареи, а не в составе электролита.

Во всех известных смартфонах, планшетах, ноутбуках, смарт-часах и других портативных гаджетах наиболее подходящий аккумулятор рассчитывается на этапе проектирования на этапе инженерного конструирования.

Производители последние годы с особым усердием стремятся внедрить новейшие технологии энергосбережения.

Порой разработчикам удаётся достичь максимально длительного цикла автономности. Но в угоду концептуальных особенностей будущего продукта (например, тонкий корпус или огромная камера без увеличения габаритов) даже самые крутые системы экономии расхода заряда могут быть «задушены».

Поэтому нам покупателям остаётся идти на компромисс и выбирать характеристики, которые подходят для конкретных целей.

Ходите в походы или много путешествуете — выбирайте долгий срок службы батареи в ущерб габаритам и грациозному внешнему виду. Любите выкладывать телефон на стол в дорогом ресторане? Тогда отнеситесь к нему как к аксессуару — пусть он будет работать меньше, зато лишний раз подчеркнёт статус владельца.

Тип аккумулятора (литий-ионный и литий-полимерный) здесь никак не влияет на оценку гаджета — это часть инженерного расчёта под выбранную концепцию, где стоит выбор между, условно говоря, конструкцией «попроще и дешевле» или «посложнее, но дороже».

Если вы хотите самостоятельно определить самый выносливый аппарат среди конкурентов, то лучше обратиться к профессиональным обзорам или хотя бы отзывам реальных пользователей. Эта информация расскажет вам гораздо больше о качестве батареи, чем её принадлежность к литий-ионной или литий-полимерной технологии.

Неважно, какой тип размещён в мобильном устройстве, просто не беспокойтесь об этом!

Вот вам факт от экспертов «Battery University» — в современных гаджетах практически не встречаются литиевые батареи на основе полимера, нам предлагают литий-ионные полимерные батареи, в которых применяется ламинированная оболочка вместо жёстких корпусов, как у обычных литий-ионных батарей.

Чаще всего литий-полимерной батареей называют литий-ионный аккумулятор в эластичной полимерной оболочке с компактными габаритами.

Вы когда-нибудь задумывались, почему производители Li-Ion Polymer на некоторых батареях (например, на iPhone и других смартфонах)? Теперь вы знаете, что здесь на самом деле происходит.

Из-за путаницы названий разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором, когда речь идёт о портативной электронике, по факту минимальная.

Давайте остановимся подробнее на слабых и сильных сторонах каждого типа АКБ.

Плюсы литий-ионной (Li-Ion) батареи

  • высокая плотность
  • нет эффекта памяти
  • низкая стоимость

Минусы литий-ионной (Li-Ion) батареи

Этот тип аккумулятора (Li-Ion) используется в таких легендарных устройствах, как: iPhone 4S, Apple MacBook Air 11", Apple iPod Photo, iPod Video и во многих других гаджетах.

Плюсы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи

  • Прочный и эластичный
  • Низкопрофильный и компактный
  • Снижен риск утечки электролита

Минусы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи

  • Дороже в производстве
  • Быстрее изнашивается
  • Неразвиты поставки (логистика)

Такой тип литиевого аккумулятора (Li-Po/Li-Poly) используется, например, в смартфонах: Xiaomi Redmi 5, Redmi Note 4x.

А также в ряде «Айфонов»: iPhone 4, iPhone 5, iPhone 5C, iPhone 5S, iPhone 6, iPhone 6S, iPhone 7, iPhone 8, iPhone SE, iPhone X.

Узнайте больше об аккумуляторах

Какой бы аккумулятор вы выбрали — Li-Ion или Li-Po? Ответьте в комментарии ниже или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Теги: Телефоны | Смартфоны | Планшеты | Ноутбуки | Смарт-часы | Характеристики | Li-Ion | Li-Poly | База знаний

Li-ion и Li-polymer аккумуляторы в наших конструкциях


Прогресс идет вперед, и на смену традиционно используемым NiCd (никель-кадмиевым) и NiMh (никель-металлогидридным) всё чаще приходят литиевые аккумуляторы.

При сравнимом весе одного элемента, литий имеет большую ёмкость, кроме того, напряжение элемента у них в три раза выше — 3,6 V на элемент, вместо 1,2 V.
Стоимость литиевых аккумуляторов стала приближаться к обычным щелочным батареям, вес и размер намного меньше, да к тому же их можно и нужно заряжать. Производитель говорит, 300-600 циклов выдерживают.
Размеры есть разные и подобрать нужный не составляет труда.
Саморазряд настолько низкий, что лежат годами и остаются заряженными, т.е. устройство остается рабочим когда оно нужно.

Рассмотрим далее характеристики, зарядные устройства и схемы защиты для литиевых аккумуляторов.

Содержание / Contents

Часто встречается обозначение вида «xC». Это просто удобное обозначения тока заряда или разряда аккумулятора с долях его ёмкости. Образовано от английского слова «Capacity» (вместимость, ёмкость).
Когда говорят о зарядке током 2С, или 0.1С, обычно имеют в виду, что ток должен составлять (2 × емкость аккумулятора)/h или (0.
1 × емкость аккумулятора)/h соответственно.
Например, аккумулятор емкостью 720 mAh, для которого ток заряда составляет 0.5С, надо заряжать током 0.5 × 720mAh/h = 360 мА, это относится и к разряду. Есть два основных типа литиевых аккумуляторов: Li-ion и Li-polymer.
Li-ion — литий-ионная батарея, Li-polymer — литий-полимерная батарея.
Отличие их в технологии изготовления. Li-ion имеют жидкий или гелевый электролит, а Li-polymer — твердый.
Это отличие повлияло на диапазон рабочих температур, немного на напряжение и на форму корпуса, которую можно придать готовому изделию. Ещё — на внутреннее сопротивление, но тут много зависит от качества изготовления.
Li-ion: -20 … +60°C; 3,6 V
LI-polymer: 0 .. +50°С; 3,7 V
Для начала надо разобраться, что это за вольты такие.
Производитель пишет нам 3,6 V, но это среднее напряжение. Обычно в даташитах пишут диапазон рабочих напряжений 2,5 V … 4,2 V.
Когда я первый раз столкнулся с литиевыми аккумуляторами, то долго изучал даташиты.
Ниже представлены их графики разряда при разных условиях.

Рис. 1. При температуре +20°C


Рис. 2. При разных температурах эксплуатации

Из графиков становится понятно, что рабочее напряжение при разряде 0,2С и температуре +20°C составляет 3,7 V … 4,2 V. Безусловно, батареи можно соединить последовательно и получить нужное нам напряжение.
На мой взгляд очень удобный диапазон напряжений, который подходит под многие конструкции, где используется 4,5V — они прекрасно работают. Да и соединив их 2 шт. получим 8,4 V, а это почти 9 V. Я их ставлю во все конструкции, где идёт батарейное питание и уже забыл, когда последний раз покупал батарейки.

Есть у литиевых аккумуляторов нюанс: их нельзя заряжать выше 4,2 V и разряжать ниже 2,5 V. Если разрядить ниже 2,5 V, восстановить не всегда удается, а выкидывать жалко. Значит, нужна защита от сверхразряда. Во многих батареях она уже встроена в виде мелкой платы, и её просто не видно в корпусе.

Бывает, попадаются аккумуляторы без защиты, тогда приходится собирать самому. Сложности это не представляет. Во-первых есть ассортимент специализированных микросхем. Во-вторых, кажется есть собранные модули у китайцев.

А в-третьих, мы рассмотрим, что можно собрать по теме из подножных материалов. Ведь не у всех есть в наличии современные чипы или привычка отовариваться на АлиЭкспресс.
Я пользуюсь вот такой суперпростой схемой многие годы и ни разу аккумулятор не вышел из строя!


Рис. 3.
Конденсатор можно не ставить, если нагрузка не импульсная и стабильно потребляющая. Диоды любые маломощные, их количество надо подобрать по напряжению отключения транзистора.
Транзисторы я применяю разные, в зависимости от наличия и тока потребления устройства, главное чтоб напряжение отсечки было ниже 2,5 V, т.е. чтоб он открылся от напряжения аккумулятора.

Настраивать схему лучше на монтажке. Берём транзистор и подавая на затвор напряжение через резистор сопротивлением 100 Ом … 10 К, проверяем напряжение отсечки. Если оно не более 2,5 V, то экземпляр годен, далее подбираем диоды (количество и иногда тип), чтобы транзистор начинал закрываться при напряжении примерно 3 V.
Теперь подаем напряжение от БП и проверяем чтобы схема срабатывала при напряжении примерно 2,8 — 3 V.

Иными словами, если напряжение на аккумуляторе опустится ниже порогового, которые мы установили, то транзистор закроется и отключит нагрузку от питания, предотвратив тем самым вредный глубокий разряд.

Что ж, наш аккумулятор разрядился, теперь пора его безопасно зарядить.
Как и с разрядкой, с зарядкой тоже не всё так просто. Максимальное напряжение на банке должно быть не более 4,2 V ±0.05 V! При превышении этого значения литий переходит в металлическое состояние и может произойти перегрев, возгорание и даже взрыв аккумулятора.


Заряд аккумуляторов осуществляется по достаточно простому алгоритму: заряд от источника постоянного напряжения 4.20 Вольт на элемент, с ограничением тока в 1С.
Заряд считается завершенным, когда ток упадет до 0.1-0.2С. После перехода в режим стабилизации напряжения при токе в 1С, аккумулятор набирает примерно 70-80% емкости. Для полной зарядки необходимо время около 2-х часов.
К зарядному устройству предъявляются достаточно жесткие требования по точности поддержания напряжения в конце заряда, не хуже ±0.01 Вольт на банку.

Обычно схема ЗУ имеет обратную связь — автоматически подбирается такое напряжение, чтобы ток, проходящий через аккумулятор, был равен необходимому. Как только это напряжение становится равно 4.2 Вольтам (для описываемого аккумулятора), больше поддерживать ток в 1С нельзя — далее напряжение на аккумуляторе возрастёт слишком быстро и сильно.

В этот момент аккумулятор заряжен обычно на 60%-80%, и для зарядки остальных 40%-20% без взрывов ток требуется снизить. Проще всего это сделать, поддерживая постоянное напряжение на аккумуляторе, и он сам возьмет такой ток, который ему необходим.
При снижении этого тока до 30-10 мА аккумулятор считается заряженным.

Для иллюстрации всего вышеописанного привожу график заряда, снятый с подопытного аккумулятора:


Рис. 4.
В левой части графика, подсвеченной синим, мы видим постоянный ток 0.7 А, в то время как напряжение постепенно поднимается с 3.8 В до 4.2 В.
Также видно, что за первую половину заряда аккумулятор достигает 70% своей емкости, в то время как за оставшееся время — всего 30%.У китайцев можно заказать по почте с бесплатной доставкой модули зарядных устройств. Модули контроллера зарядки TP4056 с гнездом мини-USB и защитой можно взять очень недорого.

А можно сделать самому простое или не очень простое зарядное устройство, в зависимости от вашего опыта и возможностей.


Рис. 5.
Схема с применением LM317 обеспечивает достаточно точную стабилизацию напряжения, которое устанавливается потенциометром R2.
Стабилизация тока не столь критична, как стабилизация напряжения, поэтому достаточно стабилизировать ток с помощью шунтирующего резистора Rx и NPN-транзистора (VT1).

Необходимый ток зарядки для конкретного литий-ионного (Li-Ion) и литий-полимерного (Li-Pol) аккумулятора выбирается путём изменения сопротивления Rx.
Сопротивление Rx приблизительно соответствует следующему отношению: 0,95/Imax.
Указанное на схеме значение резистора Rx соответствует току в 200 мА, это примерное значение, зависит так же от транзистора.

LM317 надо снабдить радиатором в зависимости от тока заряда и входного напряжения.
Входное напряжение должно быть выше напряжения аккумулятора минимум на 3 Вольта для нормальной работы стабилизатора, что для одной банки составляет?7-9 V.


Рис. 6.
Можно выпаять контролер заряда LTC4054 из старого сотового телефона, к примеру, Samsung (C100, С110, Х100, E700, E800, E820, P100, P510).

Рис. 7. У этого мелкого 5-ногого чипа маркировка «LTH7» или «LTADY»

Вдаваться в мельчайшие подробности работы с микросхемой я не буду, всё есть в даташите. Опишу только самые необходимые особенности.
Ток заряда до 800 мА.
Оптимальное напряжение питания от 4,3 до 6 Вольт.
Индикация заряда.
Защита от КЗ на выходе.
Защита от перегрева (снижение тока заряда при температуре больше 120°).
Не заряжает аккумулятор при напряжении на нём ниже 2,9 V.

Ток заряда задается резистором между пятым выводом микросхемы и землей по формуле

I=1000/R,
где I — ток заряда в Амперах, R — сопротивление резистора в Омах.

Вот простая схема, которая зажигает светодиод, когда батарея разряжена и её остаточное напряжение близко к критическому.

Рис. 8.
Транзисторы любые маломощные. Напряжение зажигания светодиода подбирается делителем из резисторов R2 и R3. Схему лучше подключать после блока защиты, чтоб светодиод не разрядил аккумулятор совсем.Производитель обычно заявляет 300 циклов, но если заряжать литий всего на 0,1 Вольта меньше, до 4.10 В, то количество циклов возрастает до 600 и даже более. Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» аккумуляторы из существующих, то есть требуют обязательного соблюдения нескольких несложных, но обязательных правил, из-за несоблюдения которых случаются неприятности.
1. Не доспускается заряд до напряжения, превышающего 4.20 Вольт на банку.
2. Не доспускается короткое замыкание аккумулятора.
3. Не доспускается разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С. 4. Вреден разряд ниже напряжения 3.00 Вольта на банку.
5. Вреден нагрев аккумулятора выше 60°С. 6. Вредна разгерметизация аккумулятора.
7. Вредно хранение в разряженном состоянии.

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, остальных — к полной или частичной потере ёмкости.

Из практики многолетнего использования могу сказать, что ёмкость аккумуляторов изменяется мало, но увеличивается внутреннее сопротивление и аккумулятор начинает работать меньше по времени при больших токах потребления — создаётся впечатление, что ёмкость упала.
По этому я обычно ставлю ёмкость побольше, какую позволяют габариты устройства, и даже старые банки, которым лет по десять, работают вполне прилично.

Для не очень больших токов подходят старые аккумуляторы от сотовых.


Из старой ноутбучной батареи можно вытащить много вполне рабочих аккумуляторов формата 18650.Давно переделал шуруповерт и электроотвертку на литий. Пользуюсь этими инструментами нерегулярно. Теперь даже через год неиспользования они работают без подзарядки!

Маленькие батареи ставлю в детские игрушки, часы и т.д., где с завода стояли 2-3 «таблеточных» элемента. Там где нужно ровно 3V добавляю один диод последовательно и получается как раз.

Ставлю в светодиодные фонарики.

В тестер вместо дорогой и малоёмкой «Кроны 9V» установил 2 банки и забыл все проблемы и лишние затраты.

Вообще ставлю везде, где получается, вместо батареек.

Продаются батареи всех видов, ёмкостей и форм-факторов в Китае. По этой же ссылке найдёте модули зарядок и пр. полезности для самодельщиков.

На счёт ёмкости китайцы обычно врут и она меньше написанной.


Честные Sanyo 18650
А вот аккумуляторы Sanyo 18650 подороже, зато и ёмкость честная и качество на высоте — менял в ноутбуке.
Контроллеры заряда на TP4056 с USB-разъёмом настолько малы, что можно встраивать их непосредственно в устройство и заряжать от USB ПК или от USB-зарядки для телефона.
А есть отдельно чипы-контроллеры TP4056 SO-8 для встраивания на свою плату.
Малогабаритные литий-полимерные аккумуляторы, разной ёмкости и размеров. Выводы сделаны проводами, что для нас очень удобно. Обычно есть защита. В архиве даташиты на некоторые аккумуляторы и чип LTC4054.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

lithium polymer battery - Russian translation – Linguee

Built-in high-capacity lithium polymer battery or Adaptor input [. ..]

12V/24V, output 5V

foxaza.com

Адаптер 12 В/24 В вход, выход  5 В

foxaza.com

Failure to follow these

[...] guidelines may cause the Lithium-Polymer battery to leak acid, become hot, [...]

explode or ignite and cause injury and/or damage.

download.tomtom.com

Несоблюдение этих правил может

[...] привести к утечке кислоты из литиево-полимерного аккумулятора, его нагреванию, [...]

взрыву или воспламенению

[...]

и может привести к травме или повреждению устройства.

download.tomtom.com

Technologies featured include touch-screen controls, drive-by-wire

[...] steering, "cool-glazing" solar glass and a lithium-polymer battery.

en.drugasmuga.com

К технологическим изюминкам относятся сенсорный

[. ..]

экран управления, рулевое

[...] управления по проводам - drive-by-wire и литий-полимерные аккумуляторы, [...]

а также голосовое управление.

drugasmuga.com

It captures sound or voices clearly and has a built-in lithium battery of high capacity.

beebond.com

И он поддерживает дальних прослушивание, имеет четкий голос производительности.

beebond.ru

Each battery contains approximately 2.5 grams of lithium, for a total of 5 grams in each pack.

metran.net

Каждая батарея содержит приблизительно2.5 грамма лития, т.е. в каждом комплекте около 5 граммов.

metran.net

Do not open,

[...] puncture or otherwise damage the Lithium-Ion battery, or dispose of it in fire.

onboardvideo.com.ua

Не открывайте, не прокалывайте и не повреждайте литий-ионную батарею питания.

onboardvideo.com.ua

The uniquely innovative lithium-ion battery technology used with the new GARDENA Accu Rechargeable PowerMax [...]

lawnmowers provides the best possible level

[...]

of handling and care comfort: 3 in 1 - cut, catch and mulch with one product, central cutting height adjustment, a large grass catcher which is easily removable and easy to empty, large rear wheels for optimal manoeuvrability, an ergonomic cockpit and special blade technology for an especially precisely lawn cut.

gardena.com

Уникальная

[...] инновационная технология производства литий-ионных батарей, используемая в новых аккумуляторных газонокосилках [...]

GARDENA PowerMax, обеспечивает

[...]

максимальную эффективность эксплуатации и удобство в обслуживании: 3 в 1 — кошение, сбор травы и мульчирование с помощью одного продукта; центральная регулировка высоты среза; большой, легко снимаемый и опорожняемый травосборник; большие задние колеса для оптимальной маневренности; эргономичный корпус и специальная технология производства ножей для особо точной стрижки газона.

gardena.com

I'm sure we can all imagine some unique applications

[...]

where NASA would need to take advantage of the weight and

[...] shaping advantages provided by the lithium polymer technology.

redline-software.com

Уверен, что можно себе представить уникальные

[...]

места применения, где бы NASA потребовались преимущества

[...] легкого веса и пластичности, которыми обладает данная технология.

redline-software.com

The embedded 1200mAh Li-Polymer Battery in the AIR PRO camera can be recharged [...]

quickly allowing you hours of recording time.

iontheaction.co.uk

Встроенная литий-полимерная батарея камеры iON Air Pro в 1200mAh быстро подзаряжается [...]

и дает возможность снимать в течение

[...]

долгого времени.

iontheaction.ru

The voltage of a lithium battery is almost constant throughout [. ..]

the lifetime of the battery (approx. 3.65 V).

kamstrup.es

Напряжение, выдаваемое литиевой батареей в течение срока службы [...]

практически не меняется (примерно 3.65 В).

kamstrup.ru

After 12 to 18 months of use (with the exception

[...] of watches with lithium batteries) the voltage in the battery may drop suddenly [...]

and cause your watch to stop.

longines.com

После 12–18 месяцев использования

[...]

может внезапно упасть напряжение

[...] батарейки (кроме часов, оснащенных литиевой батарейкой), что приводит к остановке [...]

часов.

longines.com

The AMALOG+ is equipped with a lithium battery and a data memory.

et.amazone.de

AMALOG+ оснащен литиевым источником питания и памятью данных.

et.amazone.de

To operate in the standalone mode,

[...]

the navigator is equipped with a

[...] removable internal LI-Polymer battery with a nominal voltage [...]

of 3.7V and a capacity of 1500 mA /h.

promwad.com

Для работы в автономном режиме навигатор

[...] оснащён внутренней съёмной LIPolymer батареей с номинальным [...]

напряжением 3,7 В и ёмкостью 1500 мА/час.

promwad.com

o TPS65072: functions such as touch screen,

[...]

power supply management,

[...] backlight control, battery charging, Li-Polymer battery and LCD panel (800x480) [. ..]

control, power control

[...]

(power button), button keyboard control, button keyboard PWM backlight.

promwad.com

o TPS65072 — функции сенсорного экрана, менеджмент питания;

[...]

управление подсветкой, функция

[...] зарядки, контроль состояния батареи li-pol и LCD-панели (800x480), управление [...]

питанием (powerbutton)

[...]

и кнопочной клавиатурой, ШИМ-подсветка кнопок клавиатуры.

promwad.com

The powerful lithium ion battery with a 160 Wh energy storage capacity [...]

works with the EC motor to give the cordless chain

[...]

saw a long running time and correspondingly high cutting performance – up to 35 minutes or 150 cuts in square spruce timber (10 x 10 cm)*.

en.stihl.ca

Литий-ионный аккумулятор мощностью 160 Вт*ч в комбинации с двигателем [. ..]

EC обеспечивают долгое время работы пилы и высокую

[...]

производительность пиления - до 35 минут или 150 пропилов елового бруса сечением 10 x 10.

stihl.ru

Offering durable quality, low weight and unique performance, the excellent FEIN lithium-ion technology allows battery-operated tools to deliver impressive performance in continuous use and makes FEIN dry wall [...]

screw guns the ideal tool for all professionals

[...]

who undertake interior work: thanks to the low weight of just 1.6 kg, up to 1,800 screw fittings per battery charge and up to 2,000 battery charge cycles.

fein.ie

Неизменно высокое качество в сочетании с малым весом и уникальной мощностью — превосходная литий-ионная технология FEIN обеспечивает впечатляющие показатели мощности аккумуляторных машин даже при длительном [. ..]

применении в трудных условиях и превращает винтоверты

[...]

для отделочных работ FEIN в идеальный инструмент для всех профессионалов по внутренней отделке за счет малого веса (всего 1,6 кг), до 1 800 завинчиваний за один заряд аккумулятора и до 2 000 циклов зарядки аккумулятора.

fein.ru

Li-ion battery has been activated in the factory, the addition of lithium battery automatic discharge rate is very low, so we do not need to first charge the lithium battery a long time like an ordinary Ni-Cd / Ni-MH battery.

macbook-covers.net

Литий-ионная батарея была активирована на заводе, добавление литиевая батарея автоматических разряде очень низкая, так что нам не нужно сначала заряда литиевой батареи долгое время, как обычные Ni-Cd / Ni-MH аккумулятор.

macbook-covers.net

The intelligent lithium ion battery tells you exactly how much battery charge you have left.

canon.ie

Интеллектуальный литийонный аккумулятор точно показывает вам количество оставшегося [...]

заряда.

canon.am

You should dispose of the lithium battery following guidance [...]

from your local District Council.

hydro2control.com

Литиевая батарея должна быть удалёна в отходы в соответствии [...]

с местными предписаниями об удалении специальных отходов.

hydro2control.com

It is made from

[...] aluminum and has a built-in rechargeable lithium battery.

beebond.com

Я уверен, что это стереозвуком.

beebond.ru

The process of stabilisation and recovery of hazardous industrial waste for commercial use is particularly useful for stabilisation of waste containing heavy metals such as cadmium, chromium, barium salts, zinc, copper, calcium, iron, nickel, arsenic, manganese, lead, aluminium, magnesium, salts of other metals and ash from incinerating plants. solidification of particularly

[...]

hazardous waste containing heavy

[...] metals involves the use of of polymer sulphur to create sulphides [...]

of these metals, which are insoluble in water.

shanghai.trade.gov.pl

Процесс стабилизации и восстановления опасных промышленных отходов и их хозяйственное использование особенно пригоден при стабилизации отходов, содержащих тяжелые металлы, такие как кадмий, хром, соли бария, цинк, медь, кальций, железо, никель, мышьяк, марганец, свинец, алюминий, магний, соли других металлов и золу от сжигания отходов. отвердевание опасных отходов, в частности,

[...]

опасных, содержащих тяжелые

[...] металлы, состоит в образовании сульфидов, нерастворимых в воде металлов, [...]

в соединении с полимером серы.

almaty.trade.gov.pl

The total amount of material dumped on the reactor was approximately 5000 t, including about 40 t of boron

[...]

compounds, 2400 t of lead, 1800 t of sand and clay and 600 t of dolomite,

[...] as well as sodium phosphate and polymer liquids [7.1].

chernobyl.info

Общее количество сброшенных на реактор материалов составляло около 5000 т, в том числе около 40 т

[...]

боросодержащих материалов, 2400 т свинца, 1800 т песка и

[...] глины и 600 т доломита, а также фосфат натрия и жидкие [. ..]

полимеры [7.1].

chernobyl.info

High polymer PVC and VAE roof sheeting can [...]

be welded directly onto the upstand using an expanding air or hot air welding process.

vbh.ee

Высокополимерные кровельные мембраны из ПВХ [...]

и винилацетатэтилена могут быть соединены с опорным фланцем при помощи диффузионной

[...]

сварки или сварки горячим воздухом.

vbh.ee

To suppress dust formation, dispersion of organic solutions over contaminated plots was

[...] used in order to create an invisible polymer film after drying.

chernobyl.info

Для избежания образования пыли использовалось

[...]

разбрызгивание органических растворов по загрязненной

[...] территории, с тем чтобы создать невидимую полимерную пленку после их [. ..]

высыхания.

chernobyl.info

The acoustic signal from the preamplifier, through the selected circuits of

[...]

the control modules and the telephone, is relayed to the power amplifier,

[...] short circuit protected by the polymer fuses.

eltronik.pl

Акустический сигнал из передусилителя через избранные цепи модулей управления и

[...]

телефона передается к усилителю мощности, защищенному

[...] от короткого замыкания с помощью современных полимерных [...]

предохранителей.

eltronik.pl

(C) all items to be displayed which are equipped with weapon systems that do not meet the criteria set forth in subparagraph (B) of this paragraph shall have their

[...]

barrel and receiver group filled with

[...] either concrete or a polymer resin, beginning [. ..]

at the face of the bolt/breech and ending

[...]

within 100 millimetres of the muzzle.

osce.org

(С) для всех единиц, которые будут выставляться, оснащенных системами оружия, которые не отвечают критериям, изложенным

[...]

в подпункте (В) настоящего пункта, ствол

[...] и ствольная коробка в сборе заполняются бетоном [...]

или полномерной смолой, начиная

[...]

от среза затвора/казенника и заканчивая не более чем в 100 миллиметрах от дульного среза.

osce.org

The new Minelab Lithium Ion battery will automatically [...]

detect if headphones or a speaker is in use and adjust the audio level accordingly.

minelab.com

Батарея автоматически определяет, наушники или [. ..]

динамик используются в данный момент, и соответствующим образом регулирует

[...]

громкость сигнала.

minelab.com

It is also

[...] worth noting the presence of built-in lithium battery, the black box of a large volume, [...]

3-axis accelerometer, inputs for

[...]

sensors with analog, digital and frequency interface, outputs to control acting mechanisms, driver identification controller, driver interface communication, web-cameras controller, multifunction USB interface and a number of additional options.

irz.us

Стоит

[...] также отметить наличие встроенного литиевого аккумулятора, черного ящика большого объема, [...]

3-х осевого акселерометра, входов

[...]

для подключения датчиков с аналоговыми, цифровыми и частотными интерфейсами, выходов для управления исполнительными механизмами, контроллера идентификации водителя, интерфейса связи с водителем, контроллера web-камер, многофункционального USB интерфейса и ряд дополнительных опций.

irz.us

Страница не найдена — БЕЛАТИКСКОМ

По данному адресу ничего не найдено. Воспользуйтесь поиском или посмотрите ссылки ниже.

Новинки

  • Аккумуляторы Литий-полимерные (Li-pol) polymer, Литий-ионные (Li-ion), Никель-металлогидрид (Ni-Mh). Первичные элементы питания (Батарейки) Высокоемкостные (Energy) цилиндрические, Высокоемкостные (Energy) низк. профиль, Высокоемкостные (Energy) призматические, Высокомощные (Hi-Power) цилиндрические, Высокотемпературные цилиндрические, Высокотемпературные низк. профиль TPMS, Высокотемпературные призматические TPMS, Высокоемкостные (Energy) 9В серия, Таблеточной формы (Button type), Цилиндрические, 9В серия, Призматические

      Под заказ

  • Кнопки, тумблеры, переключатели, гнезда, штекеры, дроссели Д, ДМ, ДПМ, ферритовые кольца и сердечники, ТВ-тюнеры

      Под заказ

Категории товаров

Популярные товары

  • Вентиляторы охлаждения РЭА, вентиляторы AC, вентиляторы DC, электродвигатели ДП, ДПР, ДПМ, УАД, ШДР…, строчные трансформаторы для ТВ узлов ТДКС, PET…, трансформаторы БСКТ, БТИ, МИТ, ТА, ТИМ, ТОТ, ТПП…

      Под заказ

  • Разъемы, клеммы, соединители, наконечники для объемного и печатного монтажа 2РМ, 2РМД, 2РМТ, 2РТТ, 2РМДТ, ГРПМ, ГРППМ, МР, МРН, ОНП, ОНЦ, РБМ, РГ, РД, РП, РПМ, РПС, РРМ, РРС, РС, РША, СНО, СНП, СНЦ, ШР.

    ., высокочастотные соединитиели СР-50, СР-75….

      Под заказ

  • Постоянные резисторы С1-4, С2-29, С2-33, С5-5…, SMD резисторы 0805,1206, подстроечные ПП3, ППБ, СП3-29, СП3-39, СП5-26, СП5-22, CA6, CA9…, резисторы проволочные, терморезисторы СТ, КМТ, ММТ, резисторные сборки Б19, НР1-4…, термисторы, варисторы СН1, СН2, SAS…

      Под заказ

  • Гибридные ИС, операционные усилители, микросборки, стабилизаторы напряжения, комараторы, ИС микросхемы памяти, процессоры, микросхемы для теле- и видеотехники, ИС специального назначения

      Под заказ

Литий полимерный аккумулятор: плюсы и минусы, выбор

Полимерный аккумулятор – модернизированная разновидность литиевых источников питания. В качестве наполнителя для литиево-полимерной батареи используется специальный гель, обладающий определенными особенностями.

Для того чтобы решить, стоит ли пользоваться li pol усовершенствованными аккумуляторами, нужно изучить определенную информацию, учесть преимуществ и недостатки.

Литиево-ионные и литиево-полимерные аккумуляторные батареи

Работоспособность оборудования, портативного устройства или установки во многом зависит от того, насколько правильно подобран источник питания. Так, для комплектации портативных зарядников используется литий ионный или литий ионный полимерный аккумулятор. Для того чтобы сделать правильный выбор, нужно знать, различие в чем. Обязателен учет плюсов и минусов источников питания.

Интересное видео про литиево-полимерные акб.

Литиево-ионные аккумуляторы

Демонстрация первых ионных аккумуляторов произошла еще в прошлом столетии. Тогда разработчики представили модели, электроды в которых были подготовлены из металлического лития. Они отличались низким уровнем безопасности, непродолжительной эксплуатацией. Поэтому металлический литий и заменили ионами li.

Модернизированная литиево-ионная акб имеет такие преимущества:

  • Повышенная емкость, плотность электролита.
  • Возможность эксплуатации при более высоком напряжении.
  • Простота обслуживания из-за отсутствия эффекта памяти.
  • Минимальный саморазряд.

Продолжительность эксплуатации ионной батареи зависит и от того, учтены ли недостатки:

  • Необходим постоянный контроль уровня напряжения, тока и температуры. Для этого требуется специальный контроллер. Именно этим и отличаются ионные акб от полимерных.
  • Постепенное уменьшение емкости.
  • В состав должна быть введена проверенная защитная схема, контроллер с необходимыми компонентами. Такие работы требуют определенных материалов, инструмента. Процедура изготовления защитной схемы занимает определенное время. Все это приводит к увеличению стоимости li ion po батареи в 1,5–2 раза.

Литиево-полимерные аккумуляторные батареи

К разработке литий полимерной качественной аккумуляторной батареи приступили из-за того, что уровень безопасности ионных источников питания был невысок. В результате, производители получили акб, которые обладают особыми преимуществами в отличие от li.

Вместо стандартного электролитического состава применяется полимерный сухой электролит, представленный в виде пленки. Он не проводит ток, не препятствует обмену заряженными частицами. В отличие от ионного источника питания в устройство полимерного аккумулятора не введен и пористый сепаратор.

Благодаря тому, что используется такая конструкция, уровень безопасности li pol бытовых аккумуляторов более высокий. Ведь вероятность воспламенения сведена к нулю.

Полимерный электролит хорошо поддается обработке. Поэтому производители легко создают li ion polymer аккумулятор требуемой формы, оптимальной конфигурации. Поэтому такие источники питания используют в телефонах, ноутбуках, портативной технике, видеокамерах.

К сожалению, литий ионные полимерные батареи выделяются невысокой электропроводностью. Ее уровень повышается лишь при нагревании. Но подобный эффект допустим не всегда. К примеру, нагрев батареи не допускается, если отсутствует система охлаждения.

Уровень сопротивления li ion polymer аккумуляторов высокий, поэтому требуемую величину тока получить достаточно сложно. Из-за этого современные аппараты такими источниками питания комплектоваться не могут.

Но вышеперечисленные проблемы присущи только тем li ion poly источникам питания, в которых электролит представлен в сухом виде.

Модернизированные литиево-полимерные АКБ

Проблема, связанная с недостатком электропроводности, была решена за счет введения определенных компонентов в электролит. Теперь выпускают полимерные аккумуляторы, электролит в которых представлен в виде геля. Такие источники питания называются литиевыми ионными полимерными аккумуляторами. Ими оснащают наилучшие мобильные телефоны, зарядные и портативные устройства.

Аккумуляторные полимерные батареи встречаются повсеместно, какая бы техника ни была представлена.

Принципиальные отличия

Что же выбрать: li ion или аккумулятор li polymer? Обе конструкции обладают схожими характеристиками, параметрами. Отличие заключается в наличии твердого электролита в li ion pol аккумуляторах.

Модернизированный ли ионный полимерный аккумулятор не комплектуется пористым сепаратором. Он выделяется увеличенной емкостью, продолжительным периодом эксплуатации, повышенной электропроводностью.

Решая, какой аккумулятор лучше для телефона, производители учитывают конструктивные особенности, а также типов pol и li разницу. При этом чаще всего они используют ion li polymer акб, которые обладают всеми преимуществами.

Особенности использования литиевых АКБ

Использование li ion и li ion pol осуществляется по схожему принципу. Для предотвращения проблем нужно:

  • Поддерживать в течение всего периода эксплуатации напряжение в 4,2–2,7 В. Данные показатели соответствуют максимальному и минимальному заряду.
  • Учет введенных производителями ограничений напряжения. Для тщательного контроля допускается использование проверенных схем.
  • Срок эксплуатации заряжаемых до 45–46% pol или li аккумуляторов наиболее продолжителен.
  • Введение в состав ли ионных полимерных аккумуляторов контроллеров способствует поддержанию приемлемого уровня напряжения.

Правила зарядки литиево-полимерных аккумуляторных батарей

Для увеличения времени работы акб без дополнительной подзарядки нужно учитывать правила эксплуатации зарядки.

  1. Недопустим полный разряд. Полимерные аккумуляторы не обладают эффектом памяти. Поэтому использование зарядного устройства допустимо и при небольшой разрядке. Для продления срока использования li ion po аккумулятор нужно заряжать чаще. При этом применять нужно «родное» зарядное устройство.
  2. Постоянно использовать батарею, которая полостью заряжена, вредно. Поэтому с определенной периодичностью источник питания необходимо разряжать до нуля. Обусловлено нестабильностью зарядки, использованием различных схем и устройств. При периодической разрядке исключается вероятность образования нижних, верхних порогов.
  3. Неэксплуатируемые li ion po источники питания хранятся при температуре 15–20 градусов. Уровень заряда должен составлять 40%. Полностью заряженный источник питания хранить не стоит. Ведь это чревато потерей емкости, ухудшением показателей.
  4. Для зарядки литий ионных полимерных аккумуляторов применяются оригинальные зарядники. Некоторые мобильные телефоны оснащены встроенными зарядными устройствами. Отдельно же поставляется внешний адаптер, способствующий стабилизации напряжения. Часть техники такими устройствами не укомплектована. Поэтому для зарядки акб изымается.
  5. Полимерные аккумуляторы запрещено перегревать. Даже превышение на 1–2 градуса пагубно сказывается на состоянии источника питания. Негативное влияние оказывают и низкие температуры. Поэтому пользоваться аккумулятором нужно только в допустимом режиме.
  6. Запрещена эксплуатация источников питания в непосредственной близости от обогревателей. На аккумулятор не должны попадать прямые лучи солнца. Ведь все это способствует сокращению периода использования.
  7. Небезопасно применение зарядных устройств, которые не прошли сертификацию. Так как заряжать аккумуляторную батарею? Лучший выход – применение проверенных и сертифицированных зарядных устройств, которые рекомендованы производителями.
  8. Все используемые разъемы должны совпадать по размерам. Только так исключается вероятность замыкания аккумуляторной батареи.
  9. Температура источника питания должна постоянно отслеживаться. Это особо важно, если в наличии нет системы охлаждения.
  10. Механические нагрузки запрещены. Это может спровоцировать образование микротрещин, других повреждений.

Видео про восстановление литиево-полимерных акб.

Перед использованием универсального зарядника необходимо:

  • Сопоставить технические параметры.
  • Проверить показатели емкости. При использовании зарядных устройств с ограничениями, сложно будет зарядить источник питания.
  • Удостовериться в работоспособности зарядника. Ведь китайские изделия могут иметь дефекты.

При необходимости можно проверить, старый аккумулятор как будет заряжаться.

Хранение и утилизация полимерных аккумуляторных батарей

Период эксплуатации ли ионных полимерных аккумуляторов зависит от соблюдений правил хранения.

  1. Первичные источники питания не требуют особых условий хранения. Достаточно выполнять рекомендации изготовителей.
  2. Извлеченную из устройства аккумуляторную батарею располагают на сухую поверхность. При этом необходимо свести к минимуму вероятность попадания солнечных лучей на поверхность источника питания.
  3. Вероятность замерзания увеличивается, если акб находится в разряженном виде. Поэтому для хранения подбираются помещения с требуемыми условиями.
  4. Хранить полимерные аккумуляторы нужно с небольшим зарядом (40–50%).
  5. Эксплуатировать и хранить литиево-полимерные батареи, у которых напряжение постоянно понижается, не стоит. Такие устройства подлежат утилизации.
  6. После длительного хранения источник энергии необходимо осматривать. Поврежденные или вздутые акб стоит заменить.

Электрохимическая система полимерных акб безвредна. Ведь при подготовке учитывались экологические нормы, требования. Но утилизацию вышедших из строя устройств проводят обязательно. Такие действия способствуют сохранению окружающей среды. Вышедшие из строя источники передаются в соответствующие организации в предписанном порядке.

Модернизированные литиево-полимерные аккумуляторные батареи постепенно вытесняют традиционные источники питания. И обусловлено это немалыми возможностями, техническими характеристиками и повышенным уровнем безопасности.

Видео про литиево-полимерные аккумуляторные батареи


Плюсы и минусы литий-полимерного аккумулятора

Когда речь заходит об аккумуляторах, хотелось бы, что­бы они как мож­но доль­ше ра­бо­та­ли без под­за­ряд­ки. На пер­вый взгляд, науч­но-тех­ни­че­скому про­грес­су это впол­не по си­лам. Но, прав­ды ра­ди, его дости­же­ния мож­но пе­ре­счи­тать по паль­цам. Ни­кель-кад­ми­е­вый ак­ку­му­ля­тор, ни­кель-ме­талл-гидридный, ли­тий-ион­ный — вот и все ус­пе­хи, ка­са­ю­щи­е­ся раз­нос­ти по­тен­ци­а­лов на по­лю­сах кон­так­тов, по­гру­жен­ных в элек­т­ро­лит. Как ре­зуль­тат, обид­но ма­лая ем­кость ба­та­рей, пи­та­ю­щих пор­та­тив­ную тех­ни­ку.

Курс на ультраминиатюризацию по­след­них лет дал но­вый им­пульс ис­сле­до­ва­ни­ям и раз­ра­бот­кам в об­лас­ти ав­то­ном­ных ис­точ­ни­ков пи­та­ния. Од­ним из до­сти­же­ний ста­ло даль­ней­шее усо­вер­шен­ст­во­ва­ние ли­тий-ион­ных ба­та­рей в сто­ро­ну за­ме­ны элек­тро­ли­та же­лей­ной мас­сой. Так по­я­ви­лись ли­тий-по­ли­мер­ные ак­ку­му­ля­то­ры. Преж­де, чем мы по­пы­та­ем­ся проанали­зи­ро­вать их до­сто­ин­ства и не­до­стат­ки, хо­те­лось бы сде­лать не­боль­шое от­сту­п­ле­ние.

В силу замечательного соотношения ёмкости и веса литий-полимерных ис­точ­ни­ков тока, они сразу нашли свое при­ме­нение в нише радиоуправляемых мо­де­лей — забаве взрослых и детей. Слово «модель» имеет и другое (фи­ло­соф­ское) значение. Человеку свойственно двигаться к цели методом проб и ошибок, и не­отъемлемая часть это­го процесса — моделирование. То, что сегодня реализовано в детский игрушках (или по другому — во взрослых фантазиях) завтра станет эквивалентом другой реальности.

Вопросы эксплуатации: зарядка, раскачка, балансировка

Итак, рассмотрим радиоуправляемые игрушки, как полигон, на котором обкатываются новые технологии хра­не­ния электрического заряда. Отметим преимущества и недостатки литий-полимерных аккумуляторов, нако­пив­ши­еся в процессе их эксплуатации.

Li-Pol батарея требует особого режима зарядки. Время, ког­да ее можно было просто подключить к первому по­пав­ше­му­ся источнику тока не только безвозвратно прошло, но, по большому счету, и не начиналось.

Еще один фактор, связанный с восстановлением кондиций батареи – балансировка. Это означает, что батарея по­сле­до­ва­тель­но включенных элементов питания заряжается не чо­хом. Каждому элементу уделяется особое внимание: мо­ни­то­рит­ся ток зарядки и готовность элемента принять его.

Несоблюдение этих правил приведет к ухудшению характеристик аккумулятора, в крайнем и самом неприятном случае – к взрыву или возгоранию. Неплохой иллюстрацией к этому служит отчет Федерального управления гражданской авиации США об инцидентах с батареями.

Последнее замечание – весомый аргумент к тому, что не оставлять без присмотра литий-полимерный ак­ку­му­ля­тор. Естественный нагрев может стать миной замедленного действия, если устройство расположить в непро­вет­ри­ва­е­мом, теплом или закрытом месте. К счастью, батарея приходит в готовность к новому циклу эксплуатации достаточно быстро. Это несомненный плюс для устройств с таким электрохимическим процессом.

Еще одно следствие, связанное с нагревом в процессе заряда, – необходимость охлаждения аккумулятора перед началом эксплуатации. Дать остыть до температуры окружающей среды – это не только хороший тон, но и удо­воль­ствие от батареи в процессе работы, которое увеличивается пропорционально времени остывания 🙂

По большому счету Li-Pol аккумулятор – лакомство для ис­ку­шён­ных. Он не «любит» полного разряда, ему не «нра­вит­ся» длительное время нахождения под напряжением, когда, по сути, зарядка уже состоялась. Так называемая «пере­за­ряд­ка» неимоверное зло для него. При первых признаках то­го, что батарея начинает «садится», стоит прервать ее ис­поль­зо­ва­ние, отключить, дать остыть и только затем по­ста­вить ее заряжаться.

Наивно предполагать, что использование литий-по­ли­мер­ных батарей не влечёт за собой никаких обязательств. Но уж точно среди них нет того, что называется «раскачкой» ак­ку­му­ля­тора. Под этим процессом понимается несколько цик­лов полной разрядки с последующей полной зарядкой. Если для батарей с NiCd и/или NiMH гальваникой такие трю­ки были оправданы, то Li-Pol процесс только ухудшится после подобного «улучшения».

Будущее литиевых аккумуляторов

Батарея – это дело не «будущего завтра», а «сегодняшнего вечера», потому что в исследовательских ла­бо­ра­то­ри­ях неустанно ведется поиск новых технологий хранения электричества.


Кроме литиевого компонента кар­ди­наль­ное улуч­ше­ние мо­жет на­сту­пить при ис­поль­зо­ва­нии по­рис­тых на­но­час­тиц крем­ния. Рез­ко уве­ли­чи­ва­ет­ся ко­ли­че­ство цик­лов пе­ре­за­ряд­ки, рас­тет ем­кость ак­ку­му­ля­то­ров, су­щест­вен­но умень­ша­ет­ся вре­мя их за­ряд­ки. И ес­ли про­из­вод­ство по­рис­тых струк­тур по­ка еще да­ле­ко не ин­дус­три­аль­ное, со­вер­шен­но оче­вид­но, что функ­ци­о­наль­ность и жиз­нен­ный цикл но­вой элек­тро­хи­мии обес­пе­чит ра­бо­ту не толь­ко смарт­фо­нов, план­ше­тов и иг­рушеч­ных ма­ши­нок, но и на­сто­я­щих ав­то­мо­би­лей.

Необходимым условием успешной эксплуатации электрохимических источников энергии является расширение функциональности и интеллектуализация применяемых контроллеров. В их обязанности входят: стабилизация напряжений и токов посредством высокоточных широтно-импульсных модуляторов, мониторинг электрических и температурных режимов батареи, аварийное отключение.

Игрушки на боевом дежурстве

Пока настоящие электромобили далеки от совершенства, игрушечные вертолеты превращаются из забавы для са­мых маленьких в серьезное оружие для военных. В начале нашей статьи говорилось о том, моделирование для де­тей скры­ва­ет по­та­енн­ые чаяния взрослых. Но, как известно, то, что безмолвствует в первой части произведения — стреляет в третьей.

Мы специально оставили для заключительной третьей главы сюжет о недетском использовании игрушек. Не бу­дем пересказывать устройство крошечного беспилотника весом всего лишь 16 граммов. Лучше нас об этом по­вест­вует Хабра. Отметим лишь — до подзарядки боевой вертолет может летать почти 30 минут, что не­ре­аль­но без клас­сных литий-полимерных аккумуляторов.

Литий-ионный против литий-полимерного: в чем разница?

Литий-ионные (литий-ионные) аккумуляторы исторически использовались в качестве элементов питания для смартфонов и многих других портативных устройств. Однако современные смартфоны теперь обычно оснащены литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые являются подходящей альтернативой для широкого спектра бытовых электронных устройств. Это, конечно, не факт, что нельзя упускать из виду, учитывая периодическую обкатку литий-ионных аккумуляторов с проблемами перегрева.

Поскольку безопасность и долговечность аккумуляторов находятся в списке приоритетов некоторых клиентов, полезно знать плюсы и минусы этих двух аккумуляторных технологий.Вот все, что вам нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях.

Советы по аккумулятору: Как лучше зарядить смартфон

Как работают литий-ионные аккумуляторы?

Надежный литий-ионный аккумулятор - старая рабочая лошадка в отрасли. Разработка технологии началась еще в 1912 году, но она не стала популярной до тех пор, пока не была принята Sony в 1991 году. С тех пор литий-ионные батареи питали широкий спектр устройств, от портативных фотоаппаратов до музыкальных плееров и смартфонов. .

Литий-ионный аккумулятор оказался настолько успешным, что отчасти связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда аккумуляторы становится труднее заряжать со временем), в отличие от предыдущей технологии аккумуляторов, и сравнительно низкой стоимостью производство.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат. Химический состав этой батареи ограничивает ее в основном прямоугольной формой.Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается во время циклов зарядки и даже разряжается, когда он не используется, что не идеально. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или в случае прокола, что приведет к «тепловому выходу из строя» и возгоранию. Хотя, подчеркну, это очень и очень редко. Электронные контроллеры часто используются для регулирования мощности заряда и разряда, чтобы предотвратить перегрев.

Как работают литий-полимерные батареи?

Литий-полимерные батареи новее, чем литий-ионные.Он не появлялся на рынке до 1970-х годов и появился в смартфонах совсем недавно. Например, Samsung перешла на литий-полимерный только в серии Galaxy S20. Хотя другие используют эту технологию немного дольше, и Samsung, похоже, придерживается литий-ионных аккумуляторов в линейке Galaxy Note 20.

Литий-полимерная технология снова использует положительный и отрицательный электроды, но с сухим твердым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не с жидкостью.В результате полимерные батареи могут иметь более низкий профиль, гибкую и более прочную конструкцию и иметь меньшую вероятность утечки электролитов, приводящей к тепловому уходу. Короче говоря, они намного безопаснее.

Главный недостаток этой технологии - значительно более высокая стоимость производства. Жизненный цикл литий-полимерных батарей также короче, и батареи накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера. В этих элементах также по-прежнему используются схемы защиты для поддержания рабочего напряжения в безопасных пределах.

Следующее: 6 распространенных мифов о батареях, которым вы, вероятно, поверите

Литий-ионная и литий-полимерная: основные различия

Оба типа батарей имеют свои плюсы и минусы. Вообще говоря, литий-ионные батареи предлагают самую высокую емкость по самым низким ценам. Удобно, если вам нужен недорогой телефон, который работает без подзарядки больше одного дня. Недостатки литий-ионных аккумуляторов - это постепенный саморазряд, не то чтобы это слишком важно для телефонов, которые всегда включены, и крошечный, но не нулевой потенциал для проблем безопасности.

Li-poly по сравнению с ним безопаснее, что особенно важно в наши дни, когда технология сверхбыстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не разрядятся, когда вы их не используете. Однако это связано с более высокой ценой, меньшим сроком службы и меньшей плотностью емкости. Тем не менее, легкий вес литий-полимерных батарей обеспечивает в целом лучшую удельную энергию на килограмм.

В целом, литий-полимерный постепенно вытесняет литий-ионный в индустрии смартфонов благодаря своей превосходной безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам в устройствах высокого и среднего уровня.Хотя более доступные конструкции и телефоны с очень большой емкостью ячеек, скорее всего, еще какое-то время будут использовать литий-ионные аккумуляторы.

Android-телефоны с лучшим аккумулятором | Лучшие телефоны Android со съемным аккумулятором

Другие часто задаваемые вопросы

Q: Безопасны ли литий-ионные аккумуляторы?
A: Да. Сбои в работе и повреждение очень редки, поэтому использование литий-ионных аккумуляторов очень безопасно. Особенно, если не допускать сильного нагрева и повреждения корпуса аккумулятора.

Q: Безопасны ли литий-полимерные батареи?
A: Да. Литий-полимерный даже безопаснее, чем литий-ионный, так как меньше риск утечки электролитического компонента.

Q: Можно ли утилизировать литий-ионные батареи?
A: Да. Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литий-ионные батареи. Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров переработки и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

Q: Можно ли перерабатывать литий-полимерные батареи?
A: Да.Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литиево-полимерные батареи. Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров переработки и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

Какой аккумулятор лучше для ваших портативных компьютеров - литий-ионный или литий-полимерный?

Что вы узнаете:

  • Исследование схемы, фиксирующей тепловое движение графена и преобразующей его в ток.
  • Исследование сочетания графена с нитридом бора, при котором электроны в графене должны отклоняться в своем движении в одном направлении, что приводит к протеканию тока.

Оказывается, графен - одно из удивительно универсальных элементарных веществ - вроде кремния - которое проявляется во многих обличьях и потенциально решает множество уникальных проблем? Только время покажет, но сейчас признаки благоприятные.

Во-первых, небольшая справка по графену. Это слой атомов углерода толщиной в один атом, расположенный в двухмерной гексагональной решетке. Таким образом, графен является самым тонким из известных материалов, но при этом невероятно прочным (примерно в 200 раз прочнее стали).Он отлично проводит тепло и электричество и обладает интересными светопоглощающими способностями. Материал был изолирован и охарактеризован в 2004 году Андре Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета, которые в 2010 году были удостоены Нобелевской премии по физике за свои исследования этого материала.

Теперь два не связанных между собой исследования показывают, как это может быть полезно для сбора энергии. Во-первых, группа физиков из Университета Арканзаса успешно разработала схему, способную улавливать тепловое движение графена и преобразовывать его в электрический ток.Идея сбора энергии из графена является спорным, поскольку он противопоставляет утверждение легендарный физик Ричард Фейнман о том, что тепловое движение атомов его известных, как броуновское движение - не может сделать работу.

Однако, по словам Пола Тибадо, профессора физики и ведущего исследователя, тепловое движение графена на самом деле вызывает переменный ток (ac) в цепи при комнатной температуре, что считается невозможным. Его группа построила свою схему с двумя диодами для преобразования переменного тока в постоянный, тем самым позволяя току течь в обе стороны и обеспечивая отдельные пути через схему, чтобы получить пульсирующий постоянный ток, который выполняет работу на нагрузочном резисторе (рис. 1) .

1. Этот набросок модели схемы с диаграммой энергетического барьера представляет собой упрощенное представление глубинной физики, лежащей в основе принципа сбора на основе графена. (Источник: Университет Арканзаса)

Численное моделирование показывает, что система достигает теплового равновесия, а средние показатели нагрева и работы, обеспечиваемые стохастической термодинамикой, имеют тенденцию быстро стремиться к нулю. Однако мощность рассеивается нагрузочным резистором, и его среднее время в точности равно мощности, подаваемой термостатом.Точная формула мощности аналогична формуле мощности шума Найквиста, за исключением того, что скорость изменения сопротивления диода значительно увеличивает выходную мощность, а движение графена смещает спектр мощности в сторону более низких частот.

По своему расположению графеновая пленка была установлена ​​на подставке так, чтобы наконечник сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) мог приближаться к ней, при этом переход иглы СТМ с образцом был включен в схему, показанную (рис. 2) . Образец изолирован от земли и подключен к двум диодам; переход зонд-образец действует как конденсатор переменной емкости.Туннельный ток, ток диода 1 (D1C) и ток диода 2 (D2C) контролируются одновременно.

2. Показаны наборы данных сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), полученные, когда игла туннелирует электроны. (а) Принципиальная схема, показывающая наконечник СТМ, образец, напряжение смещения, амперметры и расположение диодов. (б) Эскиз листа графена в волнистом состоянии и иллюстрации изменений формы графена. (c) Колебания высоты графена. (г) Туннельный ток СТМ в зависимости от времени для автономного и жесткого графена.(e) Стандартное отклонение туннельного тока от заданного тока для автономного и жесткого графена. (Источник: Университет Арканзаса)

Эта схема диодов используется для сбора энергии, но здесь она используется для изоляции индуцированного графеном тока от батареи, питающей электрически изолированный STM. На расстоянии зонд-образец 2 нм или меньше туннельные электроны преобладают над током; для больших расстояний преобладает ток смещения.

Очевидно, что эта работа включает в себя интенсивную и глубокую физику и объясняется в их статье «Флуктуационно-индуцированный ток от автономного графена», опубликованном в APS Physical Review E .Он находится за платным доступом, но также размещен здесь (здесь также есть короткая упрощенная видео-анимация).

Откровенно говоря, здесь требуется некоторый скачок веры, несмотря на полный анализ в опубликованной статье, тем более, что профессор Тибадо также продвигает свои исследования с оптимистическими заявлениями, такими как «Схема сбора энергии на основе графена может быть встроена в чип для обеспечения чистое, безграничное низковольтное питание для небольших устройств или датчиков ». Но вы никогда не знаете - и никогда не должны говорить «никогда», когда речь идет о достижениях физики и технологий.

MIT’s Graphene Discovery

В ходе несвязанной разработки команда из лаборатории исследования материалов Массачусетского технологического института (MIT) придумала способ сбора высокочастотной энергии в диапазоне от микроволн до терагерцового диапазона. Анализ рассматривает физику и предполагаемые ограничения квантово-механического поведения графена, а также способы их преодоления. Они обнаружили, что, комбинируя графен с другим материалом, в данном случае нитридом бора, электроны в графене должны отклонять свое движение в одном направлении, что приводит к протеканию тока.

В то время как предыдущие экспериментальные технологии могли преобразовывать терагерцовые волны в постоянный ток, они могли делать это только при ультрахолодных температурах, что, очевидно, ограничивает их практическое применение. Вместо этого ведущий исследователь Хироки Исобе начал исследование, чтобы выяснить, можно ли на квантовомеханическом уровне заставить собственные электроны материала течь в одном направлении, чтобы направить приходящие волны электромагнитной энергии в постоянный ток. Используемый материал должен быть свободен от примесей, чтобы электроны в нем текли, не рассеиваясь на неровностях материала, а графен был привлекательным материалом.

Но это было только отправной точкой. Чтобы направить электроны графена в одном направлении, необходимо «нарушить» симметрию, присущую материалу. Таким образом, электроны будут ощущать одинаковую силу во всех направлениях, а это означает, что любая поступающая энергия будет рассеиваться случайным образом. Другие экспериментировали с графеном, помещая его поверх слоя нитрида бора, так что силы между электронами графена были выбиты из равновесия: электроны, расположенные ближе к бору, ощущали одну силу, а электроны, находящиеся ближе к азоту, испытывали другое притяжение.

Это «перекосное рассеяние» может привести к протеканию полезного тока. Исследовательская группа представила терагерцевый выпрямитель, состоящий из небольшого квадрата графена, расположенного поверх слоя нитрида бора. Он будет помещен в антенну, которая собирает и концентрирует окружающее терагерцовое излучение, усиливая его сигнал настолько, чтобы преобразовать его в постоянный ток (рис. 3) .

3. Схема выпрямителя на 2D материале. В этой установке выпрямленный постоянный ток обнаруживается поперек падающего электрического поля, что способствует снижению шума. Антенна прикреплена к обеим сторонам для сбора большей мощности излучения и повышения чувствительности. (Источник: Массачусетский технологический институт)

Команда подала патент на свою новую конструкцию «высокочастотного выпрямления», которая описана в их статье Science Advances «Высокочастотное выпрямление с помощью хиральных блоховских электронов». с дополнительными материалами. Чтобы понять, что это исключительно глубокий теоретический анализ (и я имею в виду углубленный, так как количество моделей, уравнений, частных производных и интегралов просто поразительно), нужно немного прочитать и то, и другое.На самом деле никакого устройства не было построено. Но не беспокойтесь - исследователи работают с физиками-экспериментаторами из Массачусетского технологического института, чтобы разработать физическое устройство, основанное на их понимании и анализе.

Какой тип аккумулятора для смартфона лучше: Li-Ion или LiPo?

Вы когда-нибудь задумывались, почему ваш телефон вообще работает? Возможно нет. Но, если подумать, все портативные гаджеты полагаются на батарею, чтобы продолжать работать, и у некоторых время автономной работы лучше, чем у других. Вот почему мы собираемся взглянуть на то, что заставляет ваш телефон работать и почему одни батареи работают лучше, чем другие.

На основании химического состава, используемого для материала, несущего ионы электролита, литиевые батареи можно разделить на литий-ионные и литий-полимерные.

Литий-ионный аккумулятор использует жидкий литий-ионный ион в качестве электролита, в то время как литий-полимерный использует твердые или желатиноподобные полимеры в качестве электролита.

Литий-ионные батареи имеют высокую плотность энергии и стоят меньше, чем литий-полимерные. Литий-полимерные батареи имеют небольшой вес и повышенную безопасность. Однако их стоимость высока (в среднем 30%) по сравнению с литий-ионными.Кроме того, плотность энергии литий-полимерной батареи по сравнению с литий-ионной батареей намного меньше. Литий-ионные батареи имеют тенденцию терять заряд со старением, даже когда они не используются, в то время как литий-полимерные батареи сохраняют заряд в течение более длительного периода времени даже при старении.

Эта блок-схема развеет сомнения:


Литий-полимерный более продвинут, но все же имеет свои плюсы и минусы, а литий-ионный может быть старым, но каждый день обновляется с помощью технологий. Итак, нельзя сказать, что литий-ионный или литий-полимерный лучше всего подходит для аккумулятора смартфона.

Принимая во внимание требования к смартфону с точки зрения веса, формы, размера, плотности энергии, использования и т. Д., Мы должны решить, что лучше в данном случае.


Зачем нужен полимерный литий-ионный аккумулятор?


Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) широко используется в отрасли связи и электроники в качестве высокоэффективного носителя энергии, особенно для средств персональной связи, таких как мобильные телефоны и КПК. Впервые он был широко использован в Японии после коммерциализации в 1992 году.В частности, при использовании средств связи для мобильных телефонов литиевые батареи постепенно принимаются большинством пользователей благодаря их преимуществам легкого веса, большой емкости и защиты окружающей среды.

Однако за последние десять лет, с быстрым развитием технологий связи, технология цветного экрана мобильных телефонов, технология MMS, технология Bluetooth и технология камеры появились последовательно, что предъявляет более высокие требования к емкости, объему, весу и электрохимическим характеристикам. батареи.Традиционные жидкие литиевые батареи становятся все более неспособными адаптироваться к новым требованиям. Появление новой полимерной литий-ионной батареи (Li-Polymer) удовлетворяет этот спрос. Полимерный литиевый аккумулятор - это литий-ионный аккумулятор третьего поколения, разработанный на основе оригинального стального и алюминиевого корпуса. Он легче, тоньше и имеет более высокую плотность энергии. Его принимают отечественные и зарубежные производители терминалов связи и проектные компании.

Основное различие между полимерным литий-ионным аккумулятором и жидким литий-ионным аккумулятором состоит в том, что в них используются разные электролиты.Электролит литий-полимерной батареи имеет твердый вид и называется твердым полимерным электролитом. Этот электролит представляет собой тип полимерного материала, который находится в твердом состоянии, но растворяет поддерживающий электролит, как жидкость, и может подвергаться миграции ионов. Жидкий литий, как следует из названия, электролиты жидкие. Из-за текучести жидкостей изменения внешних факторов окружающей среды, такие как высокие температуры, оказывают большее влияние, чем полимерные литий-ионные батареи.

Литий-ионная батарея или литий-ионная батарея - это тип перезаряжаемой батареи, в которой ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке.

Распространены в бытовой электронике. Это один из самых популярных типов аккумуляторных батарей для портативной электроники с высокой плотностью энергии, крошечным эффектом памяти и низким саморазрядом. Они используются в военных, электромобилях и аэрокосмической отрасли.

Литий-полимерный аккумулятор, или, точнее, литий-ионный полимерный аккумулятор - это перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор, использующий полимерный электролит вместо жидкого.

Эти батареи обеспечивают более высокую удельную энергию, чем другие типы литиевых батарей, и используются в приложениях, где вес является критической характеристикой, например, в планшетных компьютерах, сотовых телефонах или радиоуправляемых самолетах.

Хотя литий-полимерный аккумулятор изящнее и тоньше, литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую плотность энергии и более дешевы в производстве.

Наконец, в эти батареи часто добавляются новые химикаты и тому подобное, и кто знает, какие из них окажутся лучше всего в долгосрочной перспективе.

Прочтите эту статью. Это объясняет в основном все об этих двух типах батарей. Это хорошее чтение. Литий-ионная батарея
и литий-полимерная батарея - в чем разница?

Батареи: описание литий-ионных и литий-полимерных батарей

Я уверен, что все наверняка видели и использовали аккумуляторы раньше, их можно найти буквально везде! Но знаете ли вы, что литий-ионные батареи являются гораздо более экологически чистым вариантом, чем обычные батареи?

Как мы все знаем, вы не сможете повторно использовать свои обычные батареи, и они всегда будут выброшены в мусорное ведро. Но с литий-ионным аккумулятором вы сможете повторно использовать свои батареи, хотя это сопряжено с риском. Таким образом, в этой статье мы поговорим о литий-ионных батареях и о том, на что вам следует обратить внимание!

Прежде чем мы перейдем к делу, давайте вспомним немного о батареях.

Щелочные батареи или обычные батареи, которые мы называем, содержат химические вещества, которые позволяют вырабатывать электричество. Щелочные батареи содержат внутри металлического элемента 3 химиката: цинк, диоксид марганца и гидроксид калия.Латунный штифт в середине позволяет батарее проводить электричество в цепь.

Строение штатной батареи выглядит так:

В каждой батарее также есть положительная и отрицательная клеммы, которые соединены с двумя отдельными металлическими пластинами, соответственно, известными как электроды . Затем химические вещества будут реагировать на металлические пластины, где больше электронов будет присутствовать на отрицательной клемме и меньше электронов будет присутствовать на положительной клемме. Эта разница в электронах создаст напряжение , которое создает постоянный поток электронов от отрицательного вывода к положительному.

Если вам интересно узнать больше о напряжении, посмотрите, что происходит в электрической цепи: напряжение и ток!


С учетом сказанного, давайте посмотрим, что будет рассмотрено сегодня:

  • Обзор литий-ионной батареи
  • Что особенного в литий-полимерной батарее?
  • Рекомендации по продуктам для литиевых батарей
  • Применение литий-ионных аккумуляторов
  • Проекты с литий-ионными аккумуляторами
  • На что следует обратить внимание при использовании литий-ионных аккумуляторов

Обзор литий-ионных аккумуляторов

Что такое литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионные батареи

- это перезаряжаемые батареи, в которых используются ионы лития.Он работает так же, как и батарея, только совершенно другой компонент (мы рассмотрим это позже). Также существует несколько различных типов литий-ионных батарей, но в наиболее распространенных из них используются литий-кобальтовые и графитовые.

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Чтобы понять, как это работает, давайте посмотрим на базовую структуру обычной литий-ионной батареи:

  • Катод : Положительный электрод (клемма), обычно сделанный из ионов лития.
  • Электролит : прямо между катодом и анодом (электродами), обычно смесь карбонатов
  • Анод : Отрицательный электрод (клемма), обычно изготовленный из углерода (графита).
  • Сепаратор : Изготовлен из тонкого листа пластика с микроперфорацией, предотвращающего смешивание электродов друг с другом, но позволяющего взаимодействовать только ионам.

Таким образом, когда литиевая батарея разряжается, анод начинает окислять .Это заставит ионы лития проходить через электролит и через катод, а другие электроны - через внешнюю цепь. Эти ионы и электроны затем снова соберутся вместе на катоде, это также известно как реакция восстановления . Таким образом, литиевая батарея сможет накапливать электрическую энергию.

Варианты литий-ионных аккумуляторов

Мы упомянули, что наиболее распространенные литий-ионные батареи сделаны из литий-кобальта и графита, но на самом деле есть еще несколько других! Они очень похожи друг на друга, но используются по-разному.Основное различие заключается в материале анода и катода.

Оксид лития-кобальта (LCO)

Как мы уже упоминали, именно эта литиевая батарея - это то, с чем вы можете столкнуться чаще всего, поскольку вы можете найти ее в своих телефонах, компьютерах, планшетах и ​​т. Д. Это на самом деле один из более безопасных вариантов, и он предлагает высокую плотность энергии. Однако у него короткий срок службы, а его текущая емкость ограничена. Хотя в настоящее время добавляют марганец или никель, чтобы продлить срок его службы.

Литий-оксид марганца (LMO)

В этом литий-ионном аккумуляторе в качестве катода используется оксид лития-марганца, что позволяет ему работать с высокими токами. Однако он имеет более низкую плотность энергии и не прослужит долго. Вы можете найти этот тип литиевых батарей в электроинструментах, медицинских инструментах и ​​т. Д.

Литий-железо-фосфатная батарея (LFP)

Как следует из названия, в нем в качестве катода используется фосфат лития-железа, что обеспечивает высокий ток, а также более длительный срок службы.Хотя это заставляет LFP разряжаться быстрее и иметь более низкое напряжение ячейки по сравнению с другими аналогами. Его можно найти в электроинструментах, медицинских инструментах, как и в предыдущем ЖИО.

Оксид лития, никеля, марганца, кобальта (NMC)

В этой литиевой батарее наибольшее сочетание металлов, она состоит из никеля, марганца и кобальта. Но все они в равных частях, то есть 1: 1: 1. Хотя популярно также включать 5 частей никеля, 2 части марганца и 3 части кобальта.Эта конкретная литиевая батарея имеет высокую удельную энергию, но плотность энергии может быть не такой высокой. Его часто можно встретить в электромобилях и электроинструментах.

Литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA)

Этот тип литиевых батарей встречается реже, и в большей степени используется в автомобильной промышленности. Он отличается высокой энергоемкостью и удельной мощностью и прослужит довольно долго. Однако это относительно дорого и требует от пользователя осторожности при его использовании.


Литиевые и щелочные батареи

Прежде чем мы поговорим о другом варианте литиевых батарей, вот сравнение литиевых и щелочных батарей:

Литий-ионные батареи

Щелочные батареи


Литий-полимерный аккумулятор

Вы слышали о другом варианте литиевой батареи? Литий-полимерный аккумулятор или Li-po очень похож на литий-ионный аккумулятор. Просто эта технология новее, чем Li-ion, и похожа на Li-po, она имеет положительный и отрицательный электрод, но использует гелеобразный электролит вместо жидкости в Li-po.

Из-за этого изменения Li-po немного безопаснее, чем Li-ion, так как вы не рискуете протечь. Кроме того, он предлагает более универсальный дизайн и более низкий профиль. Но они служат меньше и стоят дороже, чем ваши литий-ионные батареи.

Мини-сравнение литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов

Более длительный срок службы Более длительный срок службы
Литий-ионный аккумулятор Литий-полимерный аккумулятор
Дешевый Дорогой
Высокая удельная мощность Накопитель с меньшей мощностью
Более высокий профиль Низкий профиль
Более высокая вероятность утечки электролита Более низкая вероятность утечки электролита

Если бы вы спросили нас, что лучше? Можно только сказать, что Li-ion более популярен в потребительских товарах из-за высокой удельной мощности, да и дешевле. Но если вы ставите во главу угла безопасность и у вас есть еще пара монет, то обязательно выбирайте Li-po!


Рекомендации по продуктам литиевых батарей

Говоря о литиевой батарее, вам понадобится кое-что, чтобы зарядить батарею. Верно, зарядное устройство для литиевых батарей!

LiPo Rider Pro (14,95 долл. США)

LiPo Rider Pro - это обновленная версия нашего предыдущего LiPo Rider (9,50 долларов США). По сравнению с предыдущей версией, обновленный LiPo Rider Pro имеет более высокую выходную нагрузку и может работать от солнечной энергии! Таким образом, он очень экологичен, прост в использовании и доступен по цене.

Более того, вы можете заряжать LiPo аккумуляторы и заряжать телефон одновременно. Он также имеет 2 порта USB, которые позволяют одновременно программировать и заряжать аккумулятор.

Lipo Rider Plus (зарядное устройство / усилитель) - 5 В / 2,4 А, USB Type C (4,90 доллара США)

В отличие от LiPo Rider Pro (14,95 доллара США), Lipo Rider Plus не может заряжаться от солнечной панели. Чтобы компенсировать это, Lipo Rider Plus обеспечивает быструю зарядку и мощный прирост мощности для ваших микроконтроллеров и ведомых устройств!

Более того, благодаря миниатюрным размерам, вы можете установить его практически на любой проект, который вы задумали! И все это по доступной цене - менее 5 долларов! Этот удобный вариант для студентов.

Seeed также предлагает LiPo аккумулятор, поэтому, если он вам понадобится, щелкните здесь, чтобы просмотреть наш литий-ионный полимерный аккумулятор - 6A!


Применение литий-ионной батареи

Как мы упоминали ранее, существует очень много электроники, в которой используются литий-ионные батареи. Ниже мы приведем несколько примеров:

Фонарик

Конечно с чем угодно, есть как щелочные, так и литиевые версии фонариков. Но литиевые фонарики намного ярче и имеют больше функций, чем щелочные.Они также различаются по размеру, не говоря уже о том, что литиевые фонарики определенно будут работать дольше, чем щелочные!

Электромобили

Хотя литиевые батареи не были так популярны из-за того, насколько они чувствительны к температуре, что приводит к их быстрому разложению. Однако после того, как модифицированные литиевые батареи были произведены, автомобильные компании начали их внедрять. Хотя всем электромобилям потребуется время, чтобы использовать литиевые батареи, мы действительно видим некоторые применения литий-железо-фосфатных батарей.


Проекты с литий-ионным аккумулятором

Яполамп

Ссылка: Hackaday

Вы хотите создать ночник, который будет удобен для чтения? Не смотрите дальше этого Яполампа! С таким милым названием он также безопасен для любопытных детей, которые хотят постоянно играть с огнями. Этот проект проведет вас от начала до конца, поэтому он идеально подходит для новичков, которые ищут проекты с литиевыми батареями!

Что вам понадобится:

  • ATtiny85 (или микроконтроллеры на базе RISC)
  • Индуктор (компонент схемы драйвера светодиода)
  • Цифровой мультиметр (дополнительно)
  • Осциллограф (дополнительно)
  • Arduino Nano clone
  • Резистор 300 Ом
  • Резистор 40 Ом
  • 3 x N канал MOSFET
  • Светодиоды
  • PCB
  • Литий-ионный аккумулятор
  • Контроллер заряда аккумулятора
  • Понижающий резистор для затвора MOSFET

Если это похоже на проект, который вас интересует, нажмите здесь, чтобы узнать более!

Tetris Light - Мод батареи

Заинтересованы в том, чтобы установить литиевый аккумулятор и зарядное устройство USB? В этом проекте в качестве примера используется лампа Tetris Light для модификации батареи, которая придаст ему большую мобильность. Если вы новичок во взломе, можете использовать этот проект как образец!

Что вам понадобится (на примере света тетриса):

  • Tetris Light
  • Литий-ионный аккумулятор
  • Зарядное устройство для литий-ионного аккумулятора
  • Держатель литиево-ионного аккумулятора
  • Бустерный преобразователь 5 В
  • Кабели
  • Пистолет для горячего клея

Этот проект вызвал у вас интерес? Не стесняйтесь нажимать здесь и начинать взламывать!


На что следует обратить внимание при использовании литий-ионной батареи

Несмотря на то, что литий-ионный аккумулятор имеет множество преимуществ, при его использовании необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности, поскольку это может привести к пожару.Я уверен, что никто не захочет получить травму при попытке включить литиевую батарею в свои проекты!

  • Делать частичную разрядку, не разряжать полностью : Литиевые батареи не имеют «памяти», поэтому частичная разрядка - это нормально. Но если оставить их полностью разряженными, это может сократить их продолжительность жизни.
  • Сохраняйте прохладу, не замораживайте: Да, понятно, может быть очень заманчиво помочь быстрее охладить литиевую батарею, когда она нагревается, особенно в морозильной камере.Большинство электролитов литий-ионных аккумуляторов замерзают около -40 ° C, но вы можете хранить их в холодильнике, чтобы замедлить процесс старения.
  • Покупайте, когда они вам нужны, не оставляйте их на полке. : Литиевые батареи служат всего 2–3 года, и они начнут стареть в момент изготовления. Хранение литиевых батарей вместо их использования только приведет к потере денег.

Сводка

И это все о литий-ионных аккумуляторах! Вы узнали что-то новое? Это может показаться устрашающим из-за мер предосторожности, но пока вы не позволяете литиевым батареям перегреваться, все будет в порядке! Надеюсь, вам понравилась эта статья, если вас интересуют статьи как таковые, ознакомьтесь с соответствующими материалами ниже!

Рекомендуемая литература

Все о ЦП: микропроцессор, микроконтроллер и одноплатный компьютер - интересуетесь содержимым ЦП? Прочтите эту статью!

Что вызывает перегрев аккумуляторов ноутбука? - Чтобы узнать больше о том, как аккумуляторы перегреваются!

Электронная схема: делители напряжения - Хотите предотвратить возгорание? Делитель напряжения станет вашим лучшим другом!

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

В чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором

Литий-ионные аккумуляторы (литий-ионные) в наши дни очень распространены.

Практически во всех ваших портативных электронных устройствах, таких как ноутбуки, планшеты, устройства Kindle, мобильные телефоны, дроны, беспроводные наушники, почти исключительно используются литий-ионные батареи.

Итак, теперь у нас есть литий-полимерные батареи (LiPo)? Так какой из них лучше?

LiPo позиционируется как лучшая батарея и предпочтительнее литий-ионных, однако они очень близки по производительности, а некоторые даже лучше работают в определенных устройствах.

Итак, давайте углубимся в литий-ионные батареи, так как это поможет нам понять, в чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором.

Когда они были впервые выпущены, они по-настоящему изменили правила игры и открыли множество возможностей для создания новых устройств, которые были легкими и имели длительное время автономной работы.

Хотя большинство литий-ионных ячеек имеют цилиндрическую форму, обычно они находятся в пластиковом корпусе, а внутри есть несколько ячеек, подключенных для увеличения напряжения, Ач или обоих. Если вы можете представить себе стандартную бытовую батарею AA, по сути, так выглядит литий-ионная батарея, хотя обычно они немного больше по размеру, а наиболее распространенным размером является литий-ионная батарея 18650. Например, ноутбук обычно имеет 3 или 4 последовательно соединенных элемента, которые дают 11,1 В или 14,8 В. Часто вы также можете приобрести аккумуляторы увеличенной емкости для ноутбуков, и они будут использовать в два раза больше ячеек.Они подключат вторую цепочку ячеек параллельно, которые будут поддерживать такое же напряжение, но удвоят емкость (Ач или мАч) батареи.

С литий-ионными батареями

следует обращаться осторожно, поскольку они могут взорваться и вызвать серьезные травмы или смерть, если не обращаться с ними с должным уважением. Все литий-ионные аккумуляторы имеют специальное зарядное устройство и внутреннюю BMS (систему управления батареями) для регулирования зарядки и обеспечения их работы в допустимом диапазоне. По сути, это печатная плата, которая практически исключает риск взрыва или пожара, если с батареей не обращаться неправильно, например, если она будет разрезана, раздавлена ​​или серьезно повреждена от удара.

Характеристики литий-ионных батарей

снижаются при слишком низкой или слишком высокой температуре. Им не нравятся температуры, близкие к нулю, поэтому, если вы живете в более прохладном климате, вы заметите снижение производительности аккумулятора вашего мобильного телефона. Это также повлияет на зарядку, поэтому, если вы заряжаете свое устройство в холодной комнате дома или в сарае, оно не сможет достичь своего полностью заряженного состояния. Всегда заряжайте аккумуляторы в более теплых местах.

Теперь давайте глубоко погрузимся в литий-полимерные батареи, поскольку это поможет нам понять, в чем разница между литий-полимерными и литий-ионными батареями?

На фото выше - SSB LH5L-BS высокоэффективная литий-ионная полимерная аккумуляторная батарея для мотоциклов Dirtbike

Существует много недоразумений по поводу того, в чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором? «Литий-полимерные батареи» на самом деле являются «литий-ионными полимерными» батареями!

Итак, почему одно и то же называют другим именем и что это значит для меня в реальном мире?

По сути, это означает, что батареи, обозначенные как «литий-полимерные», практически идентичны литий-ионным батареям, но вместо цилиндрических элементов они заключены в гибкий полимерный корпус. Это часто выглядит как упаковка из фольги и дает больше свободы для того, чтобы батареи были тоньше, но шире, чтобы их можно было разместить в более дискретных устройствах, таких как аккумулятор iPhone. Это просто литий-ионный аккумулятор в другой конфигурации. По данным batteryuniversity.com, есть еще одно отличие:

.

С точки зрения пользователя, литиевый полимер по сути такой же, как литий-ионный .

Литий-полимерный материал

уникален тем, что микропористый электролит заменяет традиционный пористый сепаратор.Литий-полимерный имеет несколько более высокую удельную энергию и может быть тоньше обычного литий-ионного сплава, но стоимость производства выше на 10–30 процентов .

На самом деле есть литий-полимерный аккумулятор, на самом деле настоящий Li-po, в котором в качестве электролита в аккумуляторе используется полимер вместо жидких электролитов. Этот литий-полимерный аккумулятор является настоящим литий-полимерным аккумулятором, но на самом деле он так и не поступил на рынок из-за проблем с производительностью при нормальных рабочих температурах.

Итак, если вы все еще задаетесь вопросом, в чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором, мы могли бы получить сверхтехнологичные, но у нас есть как можно более технологичные технологии, без необходимости быть инженером-электриком, чтобы понять это.

Теперь вы обнаружите, что, например, ваш ноутбук продлевает срок службы батареи, но это связано с более плоскими и более гибкими размерами и конфигурациями пакетов из фольги и позволяет производителям вставлять в устройство больше аккумуляторных элементов, чем если бы Li- ион был использован.

Итак, теперь, когда мы установили , в чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором , вы можете видеть, что вы можете разместить более плоские и гибкие литий-ионные полимерные элементы в том же объеме, что и у вас. литий-ионный аккумулятор, чтобы вы могли получить больше мАч на том же пространстве. Однако основная технология аккумуляторов такая же.

Итак, если у вас есть два варианта покупки аккумулятора для портативного устройства, один из которых рекламирует литий-ионный аккумулятор, а другой - литий-полимерный, это, по сути, одно и то же, но в другой упаковке. Вы также обнаружите, что часто маркетологи в любом случае не видят разницы и используют любую из них, исходя из своего непонимания технологии, поскольку они не читали эту статью!

Итак, теперь мы, наконец, знаем, в чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором!

Li-Polymer делает продукцию отличительной | Power Electronics

Герметичные свинцово-кислотные (SLA) и никель-кадмиевые батареи раньше были единственными опциями для портативного оборудования. Хотя эти химические соединения все еще имеют преимущество в более низкой стоимости и большом диапазоне рабочих температур, их низкая удельная энергия требует больших и тяжелых корпусов.Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторные системы - хороший вариант для меньшего веса, более высокой плотности энергии или совокупного напряжения или большего количества рабочих циклов. Каждый химический состав имеет уникальные характеристики, которые влияют на его работу в конкретном портативном устройстве. Необходимо понимать конкретные характеристики с точки зрения напряжения, циклов, тока нагрузки, плотности энергии, времени заряда и скорости разряда, чтобы определить ячейку, соответствующую применению.

Литий-ионные элементы

выпускаются в трех основных форм-факторах: цилиндрические, призматические (прямоугольная форма кирпича) и плоские литий-полимерные элементы.Чаще всего используется литий-ионный аккумулятор цилиндрической формы 18650. Производится несколько миллионов ячеек в месяц. Они используются в большинстве приложений портативных компьютеров. 18650 предлагает самую низкую стоимость ватт-часа. 18 означает диаметр ячейки в миллиметрах, а 65-ноль означает, что ее длина составляет 65 мм.

Ячейки призматической или кирпичной формы часто экономичны и доступны во множестве размеров. Они также бывают разной высоты от 4 мм до 12 мм. Самый распространенный размер - длина стопы 50 мм и ширина стопы 34 мм.

Литий-полимерные элементы, иногда называемые ламинатными, доступны с нестандартным размером основания. Они могут быть очень тонкими или довольно большими в зависимости от их предполагаемого использования.

На рис. 1 показан прогнозируемый рост в течение следующего десятилетия для различных типов перезаряжаемых элементов (включая автомобильные литий-ионные батареи). Все литий-ионные элементы обгоняют никелевые элементы почти на всех рынках. Прогнозируется астрономический рост цилиндрических и автомобильных аккумуляторов. По прогнозам, литий-полимерные батареи, показанные фиолетовым цветом, к концу этого десятилетия станут довольно распространенными среди производителей, производящих 1 миллиард элементов в год.

Литий-полимерный дифференциал

Основным преимуществом литий-полимерных батарей является разнообразие доступных форм-факторов. Производители устройств Bluetooth первыми осознали преимущество литий-полимерных батарей. Наличие очень тонких батарей позволило телефону Motorola Razr иметь большой успех на рынке. Apple создала тонкий ноутбук, который выделил его на рынке ноутбуков с высокой степенью массовости.

Ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке.Три основных функциональных компонента литий-ионной батареи - это анод, катод и электролит, для каждого из которых используются различные материалы. С коммерческой точки зрения наиболее популярным материалом для анода является графит, но некоторые производители используют кокс. Катод обычно представляет собой один из трех материалов: слоистый оксид (например, оксид лития-кобальта), один на основе полианиона (например, фосфат лития-железа) или шпинель (например, марганец).

В цилиндрических и призматических элементах Li-Ion

используется дискретная пористая полимерная мембрана - обычно полиэтилен (PE), которая помещается между электродами.После сборки ячейка снова заполняется раствором электролита.

В литиевом полимере

используется сепаратор из полиэтилена, полипропилена (ПП) или ПП / ПЭ. В некоторых литиевых полимерах используется полимерный гель, содержащий раствор электролита, нанесенный на поверхность электрода. Затем структура может быть ламинирована перед упаковкой.

Строительство:

  • Литий-ионный цилиндрический и призматический слои материала раскатываются (как рулон желе).
  • Литий-полимерный материал можно свернуть или сложить, как колоду карт.

Упаковка:

  • Литий-ионные цилиндрические и призматические элементы расфасованы в металлические банки.
  • Литий-полимерный упакован в гибкий материал «кофейный пакетик».

Производство литий-полимерных материалов

Поскольку химический состав и внутренняя структура такие же, как у обычных литий-ионных элементов, начальная часть производственного процесса практически не изменилась. Можно использовать все то же самое автоматизированное высокопроизводительное оборудование.Это помогает контролировать расходы и поддерживать качество и стабильность продукции.

Первый этап - приготовление навозной жижи; электродные порошки смешиваются со связующими и диспергируются, как краска, в воде или растворителе. Затем суспензии наносятся с очень высокой точностью на фольгу, чтобы образовать рулоны двух электродов: анода и катода. Затем электроды сжимают с большой силой, чтобы в ячейку попало как можно больше материала, чтобы максимально увеличить емкость ячейки. Эти широкие рулоны сжатых электродов затем разрезаются на несколько катушек с шириной, подходящей для изготовления ячейки.

Затем намотчик приваривает язычки, накладывает несколько кусков изоляционной ленты и наматывает электроды с промежуточными разделителями, чтобы образовалась рулетка с желе. Еще один способ изготовления литий-полимерных элементов - вырезать прямоугольные листы электродов и сложить их стопкой с разделительными слоями между ними. В этом случае вместо намоточного устройства требуется перфоратор и штабелеукладчик.

Если процесс расходится, то это сборка; Литий-полимерная сборка имеет тенденцию быть полуавтоматической, что дает преимущество более быстрого и менее дорогостоящего преобразования элементов нового размера по сравнению с высокоавтоматизированным процессом цилиндрических элементов, который делает изменение размеров очень дорогим и трудоемким.Линии сборки полимеров также можно полностью автоматизировать, но тогда они потеряют некоторую гибкость в размерах.

Первым этапом сборки является формирование пакетов для ячеек. Ламинированный упаковочный материал обычно имеет толщину около 100 микрометров и состоит из 5-7 слоев с различными функциями. В середине ламината находится алюминиевый слой, который служит барьером для влаги и выполняет ту же функцию, что и упаковка для пищевых продуктов. Поскольку литий-ионные элементы вступают в реакцию с влагой, этот слой жизненно важен для длительного срока службы батареи.

После того как пакеты сформированы, рулоны или палубы с желе вставляются и затем герметизируются, оставляя отверстие для заполнения электролитом. Затем заливают электролит и закрывают отверстие в упаковке.

Далее следует рентгеновский контроль, чтобы убедиться, что электроды правильно выровнены перед отправкой клеток в формирование.

Процесс формирования - это первая зарядка, запатентованный метод, который способствует стабильности работы ячейки. В мешках есть два отделения: одно для рулона желе, а другое - карман для газов, образующихся во время цикла формирования.После образования эти газовые карманы изолируются от ячейки и удаляются.

Наконец, элементы тестируются на предмет выявления некачественных элементов, а исправные элементы сортируются по емкости и заряжаются до ~ 50% уровня заряда для отправки.

На рис. 2 изображена литий-ионная призма с металлической банкой и, для сравнения, рулон с желе (рис. 3). Тонкослойный полимер изображен в литий-ионной призматической металлической банке. Также обратите внимание, что призматическая ячейка имеет выпускное отверстие с выводами на металлической банке.Положительный и отрицательный выводы на полимерной ячейке - это выступы, выступающие из ячейки.

Преимущества литий-полимерной батареи

Литий-полимерные батареи

могут быть очень тонкими, примерно до полумиллиметра. Однако большая часть места тратится впустую упаковкой в ​​нижней части этого диапазона, поэтому толщина ячеек обычно составляет от 2 до 6,5 мм.

Длину и ширину можно сделать довольно большими. Емкость элементов может варьироваться от 50 мАч для небольшой ячейки, такой как гарнитура Bluetooth, до 10 Ач или более для аккумулятора электромобиля.

Отсутствие металлической банки обеспечивает большую гибкость при изменении размеров в соответствии с требованиями заказчика. Такая гибкость существует по нескольким причинам. Во-первых, с точки зрения поставки компонентов, ламинат просто разрезается на разную ширину, вместо того, чтобы требовать от поставщика банки производить новые инструменты для изготовления банок нового размера. Кроме того, процесс термосваривания легко модифицируется по сравнению с опрессовкой цилиндрических ячеек. Для призматических ячеек лазерная сварка также может быть легко адаптирована, но большие плоские пропорции проблематичны для сборки.

Обычно время обработки составляет менее 90 дней с момента запроса клиента на образцы, соответствующие требованиям UL.

Литий-полимерный аккумулятор Недостатки

Литиевый полимер

чрезвычайно гибок, хотя за эту гибкость можно получить небольшую надбавку. Литий-полимерные элементы дороже за ватт-час по сравнению с другими типами литий-ионных элементов по нескольким причинам. Высококачественный ламинат и специальные язычки, которые позволяют запечатать пакет, стоят дорого.Во-вторых, более низкая скорость производства увеличивает как трудозатраты, так и накладные расходы. Наконец, в то время как более низкие производственные циклы позволяют гибкость размеров, это приводит к более низким выходам и более высоким затратам на изготовление прототипов.

Мягкая упаковка на полимерных ячейках легко прокалывается и набухает больше, чем металлические банки.

Еще один недостаток литий-полимерного элемента по сравнению с цилиндрическим элементом - меньшая объемная плотность энергии. Это связано с тем, что цилиндрические элементы не выпирают из-за своей чрезвычайно прочной формы, поэтому можно использовать электроды очень высокой плотности.Кроме того, выбор материалов упрощается, поскольку небольшое количество газа, производимое цилиндрической ячейкой, не влияет на ее характеристики или форму.

То же самое не относится к литий-полимерным элементам. Однако этот недостаток плотности энергии можно преодолеть за счет преимущества плотности упаковки. В дополнение к потерянному пространству между ячейками, цилиндрические ячейки имеют фиксированный размер, в основном диаметр 18 мм, поэтому они могут не использовать все пространство, доступное в приложении.

Одноместный 2.Литий-полимерный аккумулятор 7Ah 624199 имеет значение Втч / кг, аналогичное аккумулятору 18650 с емкостью 2,6 Ач, но меньшее значение Втч / л. Но если посмотреть на Wh / l, когда 18650 упакованы в прямоугольную коробку, они довольно близки. Позже в этом году емкость такого размера увеличится до 3 Ач для литий-полимерных элементов, в результате чего удельная энергия батареи увеличится до эквивалента 2,6 Ач 18650.

Характеристики напряжения

Профиль OCV (напряжение холостого хода) зависит не от упаковки, а от активных материалов внутри.Ниже приведены кривые напряжения всех катодных материалов, используемых в литий-ионных батареях. От самого высокого до самого низкого напряжения это марганцевая шпинель, оксид кобальта (CO), никель-марганец-кобальт (NMC) и фосфат железа. Большинство литий-ионных элементов, включая литий-полимерные, являются CO, NMC или их смесью, поэтому диапазоны напряжения должны быть одинаковыми: от 3 В на нижнем уровне до 4,2 В на верхнем уровне заряда. В то время как литий-полимерные батареи с твердыми полимерными электролитами страдали от плохой проводимости, а гелеобразные полимерные элементы имели более высокий импеданс из-за высокой вязкости их электролита и более низкой ионной подвижности, эти проблемы можно решить с помощью конструкции элементов и использования жидких электролитов.На рис. 4 приведен пример профилей разряда батареи 2,7 Ач, используемой в приложениях для портативных компьютеров, при разряде до 4,8 А или 1,78 ° C, наравне с 2,6 Ач 18650.

И литиево-полимерные, и призматические элементы имеют более длительный срок службы, чем цилиндрические элементы, потому что они не так сильно ограничены, что позволяет электродам более свободно расширяться и сжиматься во время цикла. Вот график заряда 1С, ресурса разряда 1С элемента 2,7 Ач. После 500 циклов он все еще сохраняет 90%.Появляются новые конструкции, которые достигают 95% после 500 циклов и должны превышать 1000 циклов.

Рекомендации по полимерным элементам

Прокол элемента представляет собой гораздо больший риск для литий-полимерного элемента, чем для элемента в стальной или алюминиевой банке. Проколотая ячейка может вызвать внутреннее короткое замыкание, которое приведет к нагреву ячейки. Даже если он не закорачивает элемент, утечка может привести к проникновению влаги, что в конечном итоге приведет к саморазряду элемента и его смерти. Ячейка также может набухать в результате анодной реакции с влагой.Особое внимание следует уделять обращению с ячейками и конструкции упаковки, чтобы не было острых предметов, которые могли бы соприкоснуться с ячейками.

Короткое замыкание на кромке - еще одна проблема, о которой часто забывают. Алюминиевый слой в упаковке является проводящим, поэтому, если он обнажается на срезанных краях упаковки, он может закоротить компоненты, которые контактируют с ним. Кроме того, в ячейке могут возникнуть реакции внутренней коррозии, которые могут произойти, если закоротить контакты к алюминиевому слою.Это могло произойти, если язычки загнуты за край упаковки. Опять же, требуется осторожное обращение и хороший дизайн упаковки.

Повреждение из-за чрезмерного разряда является проблемой для всех литий-ионных элементов, но возникающее в результате газообразование в литиево-полимерных элементах более очевидно. Когда напряжение на ячейке падает слишком низко (~ 1,5 В), на аноде начинается реакция с образованием газа. Поскольку напряжение продолжает падать ниже 1 В, медь из анодного токоприемника начинает растворяться и замыкает элемент. BMU должен предотвратить чрезмерную разрядку.

Переплата аналогична. На катоде происходит выделение газа, поскольку электролит начинает разлагаться при высоком напряжении (~ 4,6 В). Цилиндрические элементы имеют встроенные устройства прерывания тока, активируемые давлением (CID), чтобы остановить перезарядку при повышении давления газа. Полимерные ячейки не имеют CID. Хотя их набухание помогает предотвратить дальнейшую перезарядку за счет увеличения импеданса ячейки, это должно быть только окончательной безопасностью. Внешний тепловой предохранитель обычно добавляется для защиты от перезарядки в дополнение к управлению зарядным устройством и BMU.

Внешнее короткое замыкание может вызвать вздутие из-за нагрева и чрезмерного разряда. Цилиндрические элементы имеют встроенный PTC (положительный тепловой коэффициент) - устройство, которое расширяется и создает высокий импеданс при нагревании или самонагревании из-за высокого тока во время внешнего короткого замыкания. Полимерные элементы не имеют этого встроенного PTC, поэтому для защиты от короткого замыкания можно добавить внешний PTC или плавкий предохранитель.

Батарейные блоки, изготовленные из литий-ионных аккумуляторов, не являются простой конфигурацией ячеек.Это тщательно спроектированные продукты с множеством функций безопасности. Основные компоненты аккумуляторной батареи включают элементы - первичный источник энергии, печатную плату - интеллектуальную систему, пластиковый корпус, внешние контакты и изоляцию. Лишь недавно в коммерческих и промышленных приложениях начали использовать литиевый полимер. Вот несколько специальных рекомендаций по конструкции аккумуляторных батарей с литий-полимерными элементами.

Механические рекомендации:

Поскольку ячейки не жесткие, между ячейками вставлено ребро (1), чтобы предотвратить раздавливание и скручивание упаковки.

Контактная сварка контактов (2) рекомендуется для предотвращения расплавления упаковки элемента под воздействием тепла от пайки.

Элементы необходимо закрепить внутри корпуса, чтобы предотвратить смещение во время ударов и вибрации (3).

Укладка клеток в стопку предотвращает проблемы, вызванные набуханием клеток. С другой стороны, для сильноточных приложений следует избегать штабелирования ячеек, потому что штабелирование создает проблемы с терморегулированием.

Электротехнические требования:

Термистор (1) - это защитное приспособление, которое должно располагаться напротив ячейки, но вдали от участков, наиболее подверженных вздутию.

Требуется внешняя защита от короткого замыкания и перегрева на плате управления батареей (2), поскольку в элементе нет PTC или защиты от короткого замыкания.

Как и во всех литий-ионных аккумуляторных батареях, согласование ячеек важно, поскольку различия в напряжении между элементами влияют на характеристики разряда и заряда, резко снижая емкость элементов.


Статьи по теме

Портативные центры управления питанием с характеристиками аккумуляторов
Конструкции управления питанием на основе аккумуляторов зависят от соответствующей аккумуляторной батареи, поэтому проектирование начинается с выбора конкретного типа аккумулятора.Батарея состоит из ячейки с двумя электродами, контактирующими с электролитом, который создает напряжение, определяемое используемым химическим составом. Одна категория аккумуляторов - это первичный тип, который не подлежит перезарядке, поскольку в нем используется необратимая химическая реакция для производства электричества. Второй тип - это аккумуляторная батарея. Здесь мы рассмотрим только аккумуляторные батареи для портативных систем ....

Замените батареи SLA на литий-ионные.
В приложениях, требующих высокого напряжения и большой емкости, используется литий-ионная (литий-ионная) технология из-за ее высокой плотности энергии и небольших размеров...

Литий-ионные аккумуляторы высокой плотности и небольшого размера, необходимые для привода электромобилей.
Литий-ионные аккумуляторы используются в самых разных областях. На рис. 1 показаны различные требования к питанию для различных аккумуляторных батарей в Японии ....

Frontiers | Понимание проблемы выделения газов в литий-ионной батарее

Газообразование (а именно, объемное разбухание аккумулятора или выделение газа) является обычным явлением ухудшения характеристик аккумулятора, которое обычно является результатом разложения электролита, происходящего в течение всего срока службы литий-ионных аккумуляторов, независимо от того, батарея в строю или нет.Условия неправильного использования, такие как перезарядка и перегрев, ухудшают выделение газа или даже приводят к катастрофическим авариям. При перезарядке выделение газа происходит в основном за счет электрохимического окисления растворителей электролита на катоде, когда ионы Li + из электролита восстанавливаются до металлического Li на аноде. При перегреве газовыделение происходит не только за счет окислительно-восстановительного разложения, но и за счет химического разложения растворителей электролита как на аноде, так и на катоде, помимо расширения паров летучих растворителей электролита.В этой статье рассматривается только газообразование, происходящее при нормальных условиях эксплуатации и хранения.

Если предположить, что литий-ионный аккумулятор хорошо сформирован при изготовлении и правильно эксплуатируется в эксплуатации, образование газа можно отнести к химическому разложению и окислительно-восстановительному разложению растворителей электролита на аноде и катоде. При химическом разложении диалкилкарбонатных растворителей образуется эфир и CO 2 , как описано уравнением.1, который может иметь место как на аноде, так и на катоде. Образовавшийся CO 2 может быть восстановлен до CO вместе с потреблением ионов Li + , которые в конечном итоге образуются с катода либо в результате химического восстановления (уравнение 2), либо в результате электрохимического восстановления (уравнение 3) на катоде. анод.

CO2 + 2LiC6 → Li2O + C6 + CO (2) CO2 + 2Li ++ 2e → Li2O + CO (3)

Следовательно, CO 2 и CO часто сосуществуют внутри батареи.В частности, химическое разложение увеличивается с повышением температуры, а окислительно-восстановительное разложение увеличивается с уровнем заряда (SOC) батареи. Химическое разложение карбонатных растворителей катализируется анодом, катодом, проводящим углеродом и частицами примесей и длится весь срок службы литий-ионной батареи. Поскольку катализатор может быть эффективно дезактивирован очень небольшими количествами отравляющих веществ, добавки к электролиту оказываются очень эффективными в подавлении газообразования.

Что касается образования газа, вызванного окислительно-восстановительным разложением растворителей электролита на двух электродах, рисунок 1 показывает, что коэффициент набухания элемента графит / LiCoO 2 остается почти постоянным, когда SOC ниже 80%, однако резко увеличивается, поскольку SOC превышает 80% (Lee et al., 2003). Профили потенциальной емкости процесса зарядки показывают, что потенциал графитового анода очень плоский и составляет ~ 0,25 В относительно Li / Li + , тогда как потенциал катода LiCoO 2 линейно увеличивается с увеличением SOC (Zhang et al. ., 2006). Это наблюдение предполагает, что газообразование ниже 80% SOC может быть связано с уменьшением количества растворителей электролита на аноде, а увеличение газовыделения выше 80% SOC - с окислением растворителей электролита на катоде. Относительное окислительно-восстановительное образование газа тесно связано с материалами анода и катода, которые обсуждаются ниже.

Рис. 1. Тенденция коэффициента набухания с SOC для графита / LiCoO 2 призматических ячеек, хранимых при 90 ° C в течение 4 часов .По данным Lee et al. (2003).

на аноде

В газах от графитового анода преобладают восстановительные газы, такие как H 2 , CO, олефины и алканы. Слабоокислительный СО 2 обычно является продуктом каталитического разложения карбонатных растворителей. На восстановление растворителей электролита в значительной степени влияет граница раздела твердого электролита (SEI) на поверхности графита, которая образуется в результате электрохимического восстановления растворителей электролита или добавок при более высоких потенциалах, чем при интеркалировании ионов Li + в графит. .Газы, образующиеся при образовании SEI, были дегазированы перед герметизацией батареи. Дальнейшее газообразование сопровождается ростом SEI из-за паразитного восстановления растворителя или выхода из строя предварительно сформированного SEI. Следовательно, формирование надежного SEI является ключом к подавлению газообразования на аноде на основе графита. Особенно важно отметить, что выделение газа из анода Li 4 Ti 5 O 12 (LTO) происходит из-за внутренней окислительно-восстановительной реакции между LTO и карбонатными растворителями на границе LTO – электролит (He et al. ., 2012). В результате окислительно-восстановительной реакции, с одной стороны, образуются H 2 , CO и CO 2 , а с другой стороны, кристаллическая структура поверхности LTO преобразуется из плоскости (111) в плоскость (222), что приводит к образованию новая фаза TiO 2 . Покрытие поверхности наноразмерными частицами углерода очень эффективно подавляет межфазную реакцию и, как следствие, образование газа на аноде LTO.

на катоде

В газах от катода преобладает умеренно окислительный CO 2 , который может образовываться как в результате окислительного, так и химического разложения растворителей электролита.Литированные оксиды переходных металлов имеют очень сильную щелочность. Даже при кратковременном контакте с воздухом они быстро поглощают CO 2 и H 2 O с образованием Li 2 CO 3 и LiOH, что приводит к удалению ионов Li + с поверхности катодных частиц. , что изменяет не только химический состав, но и решеточную структуру поверхности катодной частицы. Карбонаты щелочных металлов (M 2 CO 3 , M = K, Na и Li) представляют собой известный катализатор для прямого синтеза диалкилкарбонатов из CO 2 и спирта (Yang et al., 2013). По тому же принципу Li 2 CO 3 на поверхности катодной частицы может катализировать и участвовать в химическом разложении диалкилкарбонатных растворителей с образованием CO 2 , как показано уравнением. 4. Кроме того, Li 2 CO 3 может реагировать с LiPF 6 из электролита с образованием CO 2 , как описано уравнением. 5.

Li2CO3 + LiPF6 → 2LiF + LiPOF4 + CO2 (5)

В качестве доказательства вышеуказанных реакций показано, что простое удаление Li 2 CO 3 с поверхности LiNi 0.83 Co 0,15 Al 0,02 O 2 частиц катода путем промывки водой может значительно снизить газообразование катода (Kim et al., 2006). Чтобы уменьшить газообразование, вызванное Li 2 CO 3 , следует максимально избегать воздействия воздуха при хранении катодных материалов, а также в процессах нанесения покрытия и сушки катодных листов.

Другая природа катодных материалов - это растворение ионов переходных металлов в растворе электролита (далее для простоты именуемое «растворение металла») с циклическим включением и хранением литий-ионных аккумуляторов, которое раньше относили к HF- ассистированное диспропорционирование ионов Mn 3+ для шпинели LiMn 2 O 4 катод.В дополнение к тем, которые остаются в растворе электролита, растворенные ионы металла также включаются в SEI двух электродов путем объединения с молекулярными фрагментами разложения растворителя на электродах (как катоде, так и аноде) или восстанавливаются до металла на электродах. анод, что приводит к увеличению сопротивления SEI (Xu, 2014). Интересно отметить, что растворение металла сильно зависит от SOC, показывая резкое увеличение по мере приближения SOC к концу зарядки (Terada et al., 2001; Pieczonka et al., 2013). Это открытие показывает, что растворение металла также связано с прямым окислительно-восстановительным процессом между катодным материалом, лишенным лития (например, MnO 2 для LiMn 2 O 4 ) и растворителями электролита. Сравнение предыдущих результатов (Terada et al., 2001; Lee et al., 2003) указывает на превосходную корреляцию между диаграммой SOC набухания и диаграммой SOC растворения металла, предполагая, что растворение металла должно сопровождаться газом. поколение.Следовательно, стратегии подавления растворения металла также применимы для уменьшения образования газа. Наиболее эффективным подавлением было бы покрытие катода более стабильными соединениями, такими как оксид металла, галогенид, фосфат и предпочтительно твердый электролит (Li et al., 2013). Еще одним преимуществом поверхностного покрытия является снижение основности поверхности катодных частиц, что способствует снижению абсорбции CO 2 катодом и повышению химической стабильности связующего PVdF, которое в противном случае подвергается дегидрофторированию в сильнощелочной среде (Диас и Маккарти. , 1985).Помимо выделения газа, вызванного примесью Li 2 CO 3 и растворением металла, каждый тип катодных материалов влияет на образование газа своими особыми способами, которые обсуждаются соответственно ниже.

Материалы слоистого катода

Газовыделение слоистых катодных материалов в основном связано с выделением O 2 и растворением металла. Слоистые катодные материалы, такие как LiCoO 2 , никель-кобальт-алюминий (NCA), никель-марганец-кобальт (NMC) и семейство твердых растворов оксидов переходных металлов с высоким содержанием лития с общей формулой x Li 2 MnO 3 . (1 - x ) LiMO 2 (M = Co, Mn, Ni), не имеют явного повышения потенциала, которое можно использовать для определения полностью заряженного состояния (т. Е. Окончания зарядки) зарядным устройством. В процессе обслуживания сопротивление батареи постепенно увеличивается из-за роста SEI на аноде и катоде, который тем временем потребляет ионы Li + с катода. В результате отношение емкости катода к аноду уменьшается, так что катод можно легко перезарядить, если протокол зарядки не настроен в соответствии с состоянием батареи в реальном времени.Избыточная зарядка приводит к образованию O 2 , во время которого промежуточный анион-радикал кислорода может нуклеофильно атаковать диалкилкарбонатные растворители с образованием CO 2 и других нерастворимых продуктов, как это произошло в литий-воздушных батареях (Freunberger et al., 2011 ), причем нерастворимые продукты дополнительно способствуют росту резистивного SEI на катоде. Развитие O 2 приводит к чистым потерям Li 2 O и, следовательно, изменяет структуру решетки катодных материалов, как описано уравнением.6:

LixMO2−4δe− → Lix − 4δMO2−2δ + 4δLi ++ δO2 (6)

Поскольку «4δLi + + δO 2 » в части произведения уравнения. 6 эквивалентно «2δLi 2 O - 4δe - », чистым результатом эволюции O 2 является потеря Li 2 O. Вместе с эволюцией O 2 высвободившийся Li Ионы + включаются в SEI катода, что приводит к росту SEI катода и способствует необратимой перезарядке.Следовательно, выделение O 2 , вызванное перезарядкой, является источником не только газообразования, но и роста SEI на катоде. В частности, зарядные потенциалы Li-rich x Li 2 MnO 3 . (1 - x ) LiMO 2 (M = Co, Mn, Ni) твердые растворы имеют напряжение более 4,6 В по сравнению с Li / Li + . Даже в диапазоне нормального рабочего потенциала (2,0–4,6 В) эволюция O 2 неизбежна, что приводит к необратимому структурному преобразованию решетки катодных материалов (Armstrong et al., 2006; Гу и др., 2013). Выделение O 2 и возникающие в результате реакции с карбонатными растворителями и даже с проводящим углеродным агентом (т.е. окисление в последнем случае) были признаны основной причиной газообразования и снижения емкости катода с высоким содержанием лития. материалы. Следовательно, своевременная корректировка протокола зарядки, чтобы строго избежать перезарядки и структурной стабилизации путем легирования более стабильными ионами металлов, такими как Al 3+ , была бы очень эффективной для подавления генерации газа из слоистых катодных материалов.

Материалы катода шпинели

В выделении газа из шпинельных катодных материалов, таких как 4 В Li 2 Mn 2 O 4 и 4,7 В LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 , преобладает окисление растворителей электролита. . Конечными продуктами окисления карбонатных растворителей являются CO 2 и H 2 O, а органические кислоты (H + ) являются возможным промежуточным продуктом окисления растворителя (Armstrong et al., 2005). Следовательно, окисление весьма вероятно инициирует другие проблемы, такие как гидролиз соли LiPF 6 и образование H 2 , когда промежуточное соединение H 2 O и органическая кислота диффундируют на анод и восстанавливаются там. Электрохимическое окисление происходит только в процессе зарядки, тогда как химическое окисление длится весь срок службы и часто сопровождается растворением металла. Покрытие поверхности более прочными составами, такими как AlPO 4 , AlF 3 , Al 2 O 3 , ZnO, Bi 2 O 3 (Liu and Manthiram, 2009) и твердый электролит (Li и другие., 2013) показывает высокую эффективность в подавлении растворения металла, эта стратегия, безусловно, применима к снижению газообразования. Бис (оксалато) борат лития (LiBOB) очень эффективен в подавлении растворения металлов, однако он окисляется с образованием CO 2 при высоких потенциалах. Некоторые добавки к электролиту, такие как фторированные карбонаты (Zhang et al., 2013) и фосфаты (Cresce and Xu, 2011), обладают способностью образовывать устойчивый SEI на поверхности катода в результате химической реакции и, следовательно, могут предложить альтернативный подход для покрытие in situ для защиты 4.7 В LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 катод от прямого контакта с жидким электролитом. Вышеупомянутые подходы также применимы к другим высоковольтным катодным материалам, таким как слоистые оксиды с высоким содержанием лития и LiCoPO 4 . Для катода LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 , примесь Li x Ni 1- x O также ответственна за образование газа, потому что выше 4,5 В по сравнению с Li / Li + выделяется O 2 , в ходе которого промежуточный анион-радикал кислорода взаимодействует с карбонатными растворителями с образованием CO 2 .Комбинация поверхностного покрытия с использованием добавки электролита и очищающего катодного материала, вероятно, приводит к синергетическому эффекту для подавления газовыделения высоковольтного катода LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 .

Таким образом, образование газа в литий-ионных батареях включает в себя множество сложных реакций, связанных с химическим и окислительно-восстановительным разложением растворителей электролита. Химическое разложение катализируется активными электродными материалами, проводящим углеродом и примесью Li 2 CO 3 .Окислительно-восстановительное разложение может быть электрохимическим и / или химическим процессом, в котором первый происходит только в процессе зарядки, тогда как второй длится весь срок службы батареи и часто сопровождается растворением металла. Растворенные ионы металлов участвуют в постепенном образовании SEI на катоде и аноде, что приводит к росту резистивного SEI и отрицательно сказывается на характеристиках литий-ионных аккумуляторов. Учитывая, что все материалы имеют высокую чистоту и строго высушены, комбинация поверхностного покрытия и электролитной добавки может предложить наиболее эффективное решение проблемы газовыделения литий-ионных аккумуляторов.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Автор благодарит доктора К. Лундгрена за критическое прочтение рукописи и ценные советы.

Список литературы

Армстронг, А. Р., Хольцапфель, М., Новак, П., Джонсон, К. С., Канг, С. Х., Теккерей, М. М. и др. (2006). Демонстрация потери кислорода и связанной с этим структурной реорганизации в катоде литиевой батареи. Li [Ni 0,2 Li 0,2 Mn 0,6 ] O 2 . J. Am. Chem. Soc. 128, 8694–8698. DOI: 10.1021 / ja062027 +

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Армстронг А. Р., Робертсон А. Д. и Брюс П. Г. (2005). Избыточная загрузка оксидов марганца: извлечение лития сверх Mn 4+ . J. Источники энергии 146, 275–280. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2005.03.104

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кресче, А.В., Сюй, К. (2011). Добавка к электролиту для поддержки химического состава литий-ионных аккумуляторов 5 В. J. Electrochem. Soc . 158, A337 – A342. DOI: 10,1149 / 1,3532047

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Диас, А. Дж., И Маккарти, Т. Дж. (1985). Дегидрофторирование поливинилиденфторида в растворе диметилформамида: синтез функционально растворимого полупроводникового полимера. J. Polym. Sci. Полим. Chem. 23, 1057–1061. DOI: 10.1002 / pol.1985.170230410

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фрейнбергер, С.А., Чен, Ю., Пенг, З., Гриффин, Дж. М., Хардвик, Л. Дж., Барде, Ф., и др. (2011). Реакции в литиевой батарее – O 2 с алкилкарбонатными электролитами. J. Am. Chem. Soc. 133, 8040–8047. DOI: 10.1021 / ja2021747

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гу, М., Belharouak, I., Zheng, J., Wu, H., Xiao, J., Genc, ​​A., et al. (2013). Образование шпинельной фазы в слоистом композитном катоде, используемом в литий-ионных батареях. ACS Nano 7, 760–767. DOI: 10.1021 / nn305065u

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

He, Y. B., Li, B., Liu, M., Zhang, C., Lv, W., Yang, C., et al. (2012). Газообразование в батареях на основе Li 4 Ti 5 O 12 и способы их устранения. Sci. Реп. 2, 913. doi: 10.1038 / srep00913

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж., Хонг, Й., Рю, К. С., Ким, М. Г., и Чо, Дж. (2006). Эффект промывки катода из LiNi 0,83 Co 0,15 Al 0,02 O 2 в воде. Электрохим. Solid State Lett. 9, A19 – A23. DOI: 10.1149 / 1.2135427

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Дж., Баггетто, Л., Марта, С. К., Вейт, Г. М., Нанда, Дж., Лян, К. и др. (2013). Искусственная граница раздела фаз из твердого электролита позволяет использовать катод LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 5 В с обычными электролитами. Adv. Energy Mater. 3, 1275–1278. DOI: 10.1002 / aenm201300378

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю Дж. И Мантирам А. (2009). Понимание улучшения электрохимических свойств поверхностно-модифицированного 5 В LiMn 1.42 Ni 0,42 Co 0,16 O 4 шпинельные катоды в литий-ионных элементах. Chem. Матер. 21, 1695–1707. DOI: 10,1021 / см

43

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pieczonka, N. P. W., Liu, Z., Lu, P., Olson, K. L., Moote, J., Powell, B.R., et al. (2013). Понимание поведения растворения переходных металлов в LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 высоковольтная шпинель для литий-ионных аккумуляторов. Дж.Phys. Chem. С 117, 15947–15957. DOI: 10.1021 / jp405158m

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Терада, Ю., Нишиваки, Ю., Накаи, И., и Нисикава, Ф. (2001). Исследование растворения Mn из шпинелевых электродов LiMn 2 O 4 с использованием in situ рентгенофлуоресцентного анализа с полным отражением и флуоресцентного метода XAFS. J. Источники энергии 9, 420–422. DOI: 10.1016 / S0378-7753 (01) 00741-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян, К., Ван, Х., Дин, X., Ян, X., и Ван, Y. (2013). Однотоварный синтез диметилкарбоната из диоксида углерода, оксида циклогексена и метанола. Res. Chem. Промежуточный. 1–11. DOI: 10.1007 / s11164-013-1514-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, Z.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *