Li polymer или li ion что лучше: Чем отличаются литий-полимерные от литий-ионных аккумуляторов? – Интернет-магазин MyPowerbank.com.ua

Содержание

Литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы - в чем отличие и что лучше? | Электрик Инфо

Если вы часто пользуетесь ноутбуком, планшетом, мобильным телефоном, плеером или шуруповертом, то скорее всего каждый раз используете литий-ионный аккумулятор. Литий-ионные аккумуляторы именуют Li-ion.

Сегодня к этому все привыкли, потому что всюду пользуются именно ими. Но что насчет Li-pol или литий-полимерных аккумуляторов? Так ли хороши они на самом деле, как об этом принято говорить? Правда ли то, что Li-pol лучше чем Li-ion? Если верить маркетологам, то да, они лучше. Но на самом деле это все — сказки.

Сначала поговорим о литий-ионных батареях. Они очень приятны на вид, выпускаются в красивых пластиковых корпусах. Если у вас есть ноутбук, то батарейный блок представляет собой большую прямоугольную конструкцию, внутри которой, если ее разобрать, можно обнаружить несколько элементов типоразмера 18650, похожих на пальчиковые батарейки типа АА, хотя на самом деле размер данных элементов немного больше.

Литий-ионные элементы имеют номинальное напряжение 3,7 вольта. Если взглянуть на батарею ноутбука, то на ней будет написано 11,1 вольт, что на самом деле просто 3 раза по 3,7 вольта, то есть батарея ноутбука — это трехэлементная батарея. Разные батареи для ноутбуков могут иметь разное количество элементов, но в принципе все они работают одинаково.

Короче говоря, жесткий пластиковый корпус содержит несколько литий-ионных элементов и, как правило, некоторую электронику для контроля температуры и уровня заряда.

Литий-ионные аккумуляторы необходимо заряжать очень аккуратно, иначе они взорвутся и наделают множество неприятностей. По этой причине все литий-ионные аккумуляторы оснащаются специальными индивидуальными зарядными устройствами или встроенной электроникой, регулирующей заряд.

Во-первых, данные батареи заряжаются постоянным током при постепенно увеличивающемся напряжении. Как только напряжение на элемент достигает предела, зарядное устройство переходит в режим постоянного напряжения (11,1 вольт для трехэлементной батареи ноутбука) с постепенно уменьшающимся током.

И вот, наконец, батарея полностью заряжена.

Полезно знать, что литий-ионные аккумуляторы не любят температуру близкую к минусовой. Например если у вас имеется шуруповерт, не нужно заряжать его зимой в гараже. Принесите зарядное устройство и аккумулятор домой, и заряжайте его там где теплее.

Большинство современных зарядных устройств вовсе не заряжают батарею если температура слишком низкая (+5° C или ниже), либо заряжают, но в специальном режиме зарядки при низкой температуре, который менее эффективен и не так хорош для аккумулятора.

Но что там насчет литий-полимерных батарей, называемых Li-pol? Здесь все становится действительно интересно. Оказывается, что маркетинговый ход заключается в том, чтобы назвать литий-ионный полимерный аккумулятор литий-полимерным. Что это значит? Это значит, что так называемые литий-полимерные батареи на самом деле практически идентичны литий-ионным, просто они находятся в гибком полимерном корпусе, то есть это — переупакованный литий-ионный аккумулятор.

Технология действия аккумулятора та же. По сути, литий-полимерный аккумулятор уникален тем, что микропористый электролит заменил собой привычный пористый сепаратор. В итоге получается немного более высокая удельная энергия, и аккумулятор Li-pol может быть сделан тоньше, чем обычный Li-ion. Однако стоимость производства будет на 10-30% выше.

В действительности существует такая вещь, как настоящая литий-полимерная батарея, где в качестве электролита используется полимер, а не другие стандартные жидкие электролиты. Этот реальный литий-полимерный аккумулятор все еще находится на стадии эксперимента. Настоящая полимерная батарея на самом деле никогда не становилась основной из-за проблем с производительностью при комнатной температуре.

Теперь вы понимаете как обстоят дела, и в принципе можете чуть-чуть продлить срок работы после одной зарядки вашим батареям из ноутбуков, благодаря плоскому, гибкому, но не литий-полимерному аккумулятору, а просто благодаря тому, что производитель сможет вставить вам больше элементов в тот же объем.

Это все, что можно сделать.

Если убрать относительно объемный пластиковый корпус со стандартными литий-ионными элементами внутри него, и вместо них вставить плоские гибкие литий-ионные полимерные элементы в тот же объем, то получится больше возможностей для игр при том же объеме аккумуляторного отсека, но сама аккумуляторная технология останется все той же — литий-ионный. Это то, что называется в наши дни литий-полимерный аккумулятор Li-pol.

Так что если у нас есть два варианта покупки гаджета, первый — с литий-ионной батареей, а другой — с литий-полимерной батареей, то на деле это одно и то же, просто в упаковках разной формы.

Смотрите также другие наши материалы:

Что такое емкость аккумулятора и от чего она зависит

10 лучших технологий аккумуляторов, зарядки и хранения энергии будущего

Как устроена и работает беспроводная зарядка для телефона

Тротуарная плитка, генерирующая электроэнергию

5 необычных способов получения электрической энергии

5 необычных солнечных батарей будущего

Почему под ЛЭП бьет током

Почему гудят высоковольтные провода

Как работает магнитная левитация

Андрей Повный, редактор сайта Электрик Инфо

Литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы: в чем разница?

Литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы: в чем разница?

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы исторически были предпочитаемыми элементами питания для смартфонов, а также для широкого ряда других портативных устройств. Однако современные смартфоны обычно оснащаются литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые являются хорошей альтернативой для широкого спектра бытовых электронных устройств.

Поскольку безопасность и долговечность батарей находятся в приоритете у некоторых клиентов, полезно знать плюсы и минусы этих двух технологий производства батарей. Вот все, что вам нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях.

Как работают литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионный аккумулятор — это старая рабочая лошадка. Разработка технологии началась еще в 1912 году, но она не приобрела популярность до тех пор, пока не была приобретена Sony в 1991 году. С тех пор литий-ионные батареи питают широкий спектр устройств, от фотоаппаратов до музыкальных плееров и смартфонов.

Литий-ионный аккумулятор оказался очень успешным, что отчасти связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда аккумуляторы со временем становится труднее заряжать) и сравнительно низкой стоимостью производства.

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 в течении циклов зарядки и, как ни странно даже когда он не используется, что не идеально. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или при проколе, что приведет к выходу из строя батареи и возгоранию. Хотя, случается это очень и очень редко. Электронные контроллеры часто используются для регулирования мощности заряда, чтобы предотвратить перегрев.

Как работают литий-полимерные аккумуляторы?

Технология литий-полимерных батарей новее, чем литий-ионных. Она не появлялась на рынке до 1970-х годов и только недавно появилась в смартфонах. Например, Samsung перешла на Li-poly аккумуляторы только в серии Galaxy S20. Хотя другие производители использовали технологию чуть дольше.

В литий-полимерной технологии также используются положительный и отрицательный электроды, но с сухим твердым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не с жидким, как в Li-ion. В результате полимерные батареи имеют более низкий профиль, гибкую и более прочную конструкцию, а также меньшую вероятность утечки электролитов, приводящей к возгоранию. Короче говоря, они намного безопаснее.

Главный недостаток этой технологии — значительно более высокая стоимость производства. Срок службы литий-полимерного аккумулятора 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.

Литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор? Основные различия технологий

У обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы. Если вкратце, то литий-ионные аккумуляторы предлагают самые высокие емкости 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 постоянно включённых телефонов) и крошечная, но не нулевая возможность возгорания.

Литий-полимерные батареи, безусловно, безопаснее, что особенно важно в телефонах с мощными быстрыми зарядками. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не будут терять ёмкость, если вы не используете своё устройство в течении длительного времени. Однако это обусловлено более высокой ценой, более коротким сроком службы и меньшей плотностью ёмкости. Хотя облегченные литий-полимерные батареи имеют лучшую плотность энергии на кг.

Постепенно Li-poly аккумуляторы заменяют литий-ионные в устройствах высокого и среднего уровня благодаря своей безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам. Однако более доступные модели, скорее всего, будут оснащаться ионно-литиевыми аккумуляторами еще долго.

Какой аккумулятор лучше? Литий-ионный или литий-полимерный?

Неотъемлемый элемент современной повседневной жизни – это, конечно, портативные зарядные устройства. И если аккумулятор некачественный, то об эффективности и безопасности не может быть речи. Все, кто производят зарядные устройства, применяют в конструкции пару видов аккумуляторов. Это литий-ионный и литий-полимерный.

Сразу отметим, что отличие между литий-ионным и литий-полимерным типами аккумуляторов есть, и оно существенное, но только когда полимерный материал является электролитом.

Однако, забегая наперед, нужно сказать следующее: если покупаешь смартфон, планшет или ноутбук, то тип аккумулятора, чтобы там ни было указано в маркировке — Li-Ion или Li-Po, меньше всего сказывается на времени работы и характеристиках девайса в целом.

ВАЖНО! Поэтому вам лучше просто выбрать самую емкую батарею. Ко всему есть резон ознакомиться с отзывами, которые оставили пользователи.

Особенности литий-ионных аккумуляторов

С самого начала модели на базе лития делали с использованием кобальта и марганца. Они были основными элементами, то есть активным электролитом.

Батареи литий-ионного типа, которые выпускают в настоящее время, уже не такие. В них немало конструктивных изменений. Применяемое вещество не влияет на продуктивность. Она зависит от того, как размещены элементы в блоке, каков их порядок.

Составными частями современного аккумулятора Li-Ion являются электроды и сепаратор. Применяются медь и алюминий. Аноды – из меди. А для катодной основы применяют фольгу из алюминия.

Внутреннее соединение анода и катода обеспечивается с помощью специальных клемм-токосъемников. А электролитная пропитка массы сепаратора формирует среду, которая благоприятна для того, чтобы обслуживать заряд. Положительные заряды ионов лития производят запуск химических реакций, формируют связи и обеспечивают выход энергии.

ВАЖНО! Принцип действия источника питания на литий-ионной базе подходит для сравнения с работой полноформатной гелевой аккумуляторной батареи.

Особенности литий-полимерных батарей

Надо признать, что литий-ионным моделям не под силу выполнить большинство современных задач. А потому их потихоньку стали вытеснять полимерные элементы. Батареи Li-ion не обеспечивали высокий уровень безопасности. А еще их покупка обходилась недешево.

Нужно было избавиться от этих недостатков, устранить проблемы эксплуатации, добиться большей эффективности батареи. Вот почему разработчики пошли по пути смены электролита. Они отказались пропитывать пористый сепаратор в конструкции батареи. Они решили использовать полимерные электролиты.

Толщина литий-полимерного элемента – 1 мм. Это предоставляет возможность сделать компактными размеры аккумулятора. После того, как жидкие электролиты заменили полимерными пленками, большой риск того, что батарея воспламенится, был исключен. И батареи стали безопасными.

Полимерно-литиевые аккумуляторные устройства имеют такую конструкцию, которая никак не допускает, чтобы в ней был электролит. Будь то жидкость или гель. Можно наглядно представить, в чем разница технологий. Для этого необходимо только изучить принцип работы современных автомобильных питающих устройств.

ВАЖНО! Жидкостные электролиты исключили из повседневной практики. Сделано это в целях безопасности. Однако в аккумуляторных батареях для автомобилей до последнего времени применяли пористые структуры с пропиткой.

С внедрением полимерно-литиевых элементов предполагалась уже твердотельная основа. Их характерным отличием по сравнению с литий-ионными аккумуляторами стал процесс, когда пластины активного вещества контактируют с литием и не допускают того, чтобы во время циклирования образовались дендриты. Благодаря этой особенности есть защита аккумуляторных элементов не только от возгорания, но и от взрыва.

Чем отличаются эти аккумуляторы друг от друга?

Если взять все известные смартфоны, планшеты, ноутбуки, смарт-часы и прочие портативные гаджеты, то самый подходящий аккумулятор подобрать можно уже на этапе проектирования и инженерного конструирования. В последнее время производители приложили немало усилий для того, чтобы внедрить самые современные технологии, позволяющие сберегать энергию.

Иногда у разработчиков получается достичь цикл автономности максимально длительный. Однако в угоду концептуальных особенностей разрабатываемого продукта (скажем, для того, чтобы иметь тонкий корпус или огромную камеру и при этом не увеличивать габариты) даже самым крутым системам экономии расхода заряда порой не суждено быть реализованными.

Вот почему покупателям приходится выбирать подходящие для конкретных целей характеристики.

ВАЖНО! Любителям путешествовать есть смысл выбрать длительный срок службы батареи. Им можно пожертвовать элегантным внешним видом. Тому, кто любит класть телефон на стол в люксовом ресторане, нужен такой аксессуар, который работает меньше, зато подчеркивает статус пользователя.

Тип аккумулятора — это часть инженерного расчета под выбранную концепцию. И тут нужно выбирать между конструкцией, которая проще и дешевле, или той, которая сложнее, но дороже.

Эксперты «Battery University» установили, что в современных гаджетах все же редко можно встретить литиевые батареи, которые полностью базируются на полимере. Преимущественно встречаются литий-ионные полимерные батареи. А в них используют ламинированную оболочку, а не жесткие корпуса, как у обычных литий-ионных батарей.

Преимущественно литий-полимерной батареей называют тот литий-ионный аккумулятор, который имеет эластичную полимерную оболочку с компактными габаритами.

Достоинства обычной литий-ионной (Li-Ion) батареи:

- Плотность высокая
- Эффект памяти отсутствует
- Стоимость низкая

Недостатки стандартной литий-ионной (Li-Ion) батареи:

- Может вздуваться и разрушаться
- Может самовоспламеняться
- Со временем изнашивается

ВАЖНО! Данный тип аккумулятора (Li-Ion) применяется в таких устройствах, как iPhone 4S, Apple MacBook Air 11, Apple iPod Photo, iPod Video и в прочих устройствах.

Достоинства литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи:

- Эластичная и прочная
- Компактная и низкопрофильная
- Риск утечки электролита снижен

Недостатки литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи:

- В производстве дороже
- Изнашивается быстрее
- Поставки неразвиты (логистика)

ВАЖНО! Данный тип литиевого аккумулятора (Li-Po/Li-Poly) применяется, в частности, в смартфонах Xiaomi Redmi 5; Redmi Note 4x, как и во многих айфонах.

Продолжительность службы

Аккумуляторы, и литий-ионные, и литий-полимерные, быстро стареют. Они могут обеспечить примерно 900 полных циклов зарядки, а потом они уже не годятся для дела. И неважно при этом, насколько активно использовали девайс. Когда батарею долго не применяли вообще, то все равно ресурс ее использования сократится.

ВАЖНО! Уже через год ресурс емкостей существенно уменьшается. А через 2-3 года батарея совсем выходит из строя. Этот недостаток присущ всем литиевым аккумуляторам. И если выбираешь более долговечную модель, то обрати внимание на репутацию производителя и учитывай отзывы на конкретные модели.

Разница в дополнительной защите

Чем отличаются Li-ion и Li-Pol аккумуляторы? При рассмотрении этого вопроса нужно обращать внимание на встроенные защитные системы.

Модели, которые работают на полимерно-литиевой основе, нуждаются в применении дополнительных функций внутренней защиты. Дело в том, что они нередко портятся из-за того, что элементы перегорают. И это все из-за внутреннего напряжения разных рабочих участков.

Для того чтобы сделать устройство безопасным от несанкционированных перезарядов, и от того, чтобы не перегревались детали и не перегорали, в конструкции применяют специальную стабилизирующую систему и механизм, который ограничивает ток.

Так безопасность литий-полимерных моделей становится выше. Однако это ведет к существенному повышению стоимости аккумулятора, поскольку есть необходимость применять защитные элементы.

В конструкции используются электролитические компоненты в гелевой формации, но лишь частично. Элементы питания комбинированные нашли применение в большинстве портативных устройствах. Они очень восприимчивы к перепадам температуры. И потому нуждаются в том, чтобы правила эксплуатации строго соблюдались.

ВАЖНО! Аккумулятор на полимерной базе подходит для применения в девайсах, где нагрев в диапазоне 60-100 градусов.

Внутреннюю часть производители заключают в корпус, который обладает теплоизолирующими свойствами. Понятно, что данные аккумуляторы подходят для применения там, где жаркий климат. В условиях, когда режим температуры не соответствует требованиям эксплуатации, элементы, у которых полимерная составляющая, используются в качестве резервных.

Специфика зарядки разных аккумуляторов

Вам понадобится, как минимум, три часа для того, чтобы пополнить заряд литий-полимерного аккумулятора. Весь процесс будет протекать так, что блок не нагреется.

Предусматривается пара этапов наполнения. Первый этап происходит до того, как будет установлен пиковый режим. А он поддерживается до той поры, когда зарядка не достигнет семидесяти процентов. Если режим напряжения нормальный, то набирается и остаточный заряд в 30 процентов.

Существует строгий график подзарядки. Нужно дождаться полной разрядки и проводить процедуру через каждые 500 часов применения девайса. Данный режим позволяет поддерживать постоянный объем наполнения.

Обращаем внимание на то, что во время зарядки каждый разъем должен быть подключен корректно. Размыкания допускать нельзя. Элементы Li-Pol очень чувствительны к перегрузкам, превышенным показателям тока, а также механическим ударам и переохлаждению. Нужно контролировать герметичность твердотельных элементов.

ВАЖНО! Зарядка элементов Li-ion осуществляется примерно по таким же принципам, как и полимерных. Однако они более чувствительны и менее надежны, когда мы говорим о безопасности.

Оба типа аккумуляторов затрачивают примерно одно и то же время на зарядку. Однако полимерный элемент более «капризный» к качеству точки энергоснабжения.

Li-polymer или Li-Ion. Что такое литий полимерный аккумулятор

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 .

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.

Отличия литий-ионного от литий-полимерного аккумулятора

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 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 сокращённых названий разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором, когда речь идёт о портативной электронике, по факту минимальная. Давайте остановимся на этом подробнее.


Плюсы литий-ионной (Li-Ion) батареи

+ высокая плотность
+ нет эффекта памяти
+ низкая стоимость

Основные типы аккумуляторов:

  • Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы
  • Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы
  • Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы

Для аккумуляторного инструмента никель-кадмиевые аккумуляторы являются фактическим стандартом. Инженерам хорошо известны их достоинства и недостатки, в частности Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы содержат кадмий – тяжёлый металл повышенной токсичности.

У никель-кадмиевых аккумуляторов есть так называемый «эффект памяти» суть которого сводится к тому, что при заряде не полностью разряженного аккумулятора его новый разряд возможен только до того уровня, с которого его зарядили. Другими словами аккумулятор «помнит» уровень остаточного заряда, с которого его полностью зарядили.

Итак, при заряде не полностью разряженного Ni-Cd аккумулятора происходит уменьшение его ёмкости.

Существует несколько способов борьбы с этим явлением. Опишем только самый простой и надёжный способ.

При использовании аккумуляторного инструмента с Ni-Cd аккумуляторными батареями следует придерживаться простого правила: заряжать только полностью разряженные аккумуляторы.

Плюсы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

  • Низкая цена Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
  • Возможность отдавать наибольший ток нагрузки
  • Возможность быстрого заряда аккумуляторной батареи
  • Сохранение высокой ёмкости аккумулятора до -20°C
  • Большое количество циклов заряда-разряда. При правильной эксплуатации подобные аккумуляторы отлично работают и допускают до 1000 циклов заряда-разряда и более

Минусы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

  • Относительно высокий уровень саморазряда – Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% своей ёмкости в первые сутки после полного заряда.
  • Во время хранения Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% заряда каждый месяц
  • После длительного хранения ёмкость Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора восстанавливается после 5 циклов разряда-заряда.
  • Для продления срока службы Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора рекомендуется каждый раз полностью его разряжать для предотвращения проявления «эффекта памяти»

Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы

Эти аккумуляторы предлагаются на рынке как менее токсичные (по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами) и более экологически безопасные, как в производстве, так и при утилизации.

На практике Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы действительно демонстрируют весьма большую ёмкость при габаритах и массе, несколько меньших, чем у стандартных Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов.

Благодаря практически полному отказу от применения токсичных тяжелых металлов в конструкции Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов последние после использования могут быть утилизованы вполне безопасно и без экологических последствий.

У никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижен «эффект памяти». На практике «эффект памяти» практически незаметен из-за высокого саморазряда этих аккумуляторов.

При эксплуатации Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов желательно разряжать их в процессе работы не полностью.

Хранить Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы следует в заряженном состоянии. При длительных (более месяца) перерывах в работе аккумуляторы следует перезаряжать.

Плюсы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

  • Нетоксичные аккумуляторы
  • Меньший «эффект памяти»
  • Хорошая работоспособность при низкой температуре
  • Большая ёмкость по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами

Минусы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

  • Более дорогой тип аккумуляторов
  • Величина саморазряда примерно в 1.5 раза выше по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами
  • После 200-300 циклов разряда-заряда рабочая ёмкость Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижается
  • Батареи Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов имеют ограниченный срок службы

Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Несомненным достоинством литий-ионных аккумуляторов является практически незаметный «эффект памяти».

Благодаря этому замечательному свойству Li-Ion аккумулятор можно заряжать или подзаряжать по мере необходимости, исходя из потребностей. Например, можно подзарядить не полностью разряженный литий-ионный аккумулятор перед важной, ответственной или продолжительной работой.

К сожалению эти аккумуляторы являются наиболее дорогими аккумуляторными батареями. Кроме того литий-ионные аккумуляторы имеют ограниченный срок службы, независящий от числа циклов разряд-заряд.

Резюмируя можно предположить, что литий-ионные аккумуляторы лучше всего пригодны для случаев постоянной интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента.

Плюсы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

  • Отсутствует «эффект памяти» и поэтому появляется возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости
  • Высокая ёмкость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Небольшая масса Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Рекордно-низкий уровень саморазряда – не более 5% в месяц
  • Возможность быстрого заряда Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

Минусы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

  • Высокая стоимость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
  • Сокращается время работы при температуре ниже нуля градусов Цельсия
  • Ограниченный срок службы

Примечание

Из практики эксплуатации Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов в телефонах, фотокамерах и т. д. можно отметить, что эти аккумуляторы служат в среднем от 4 до 6 лет и выдерживают за это время около 250-300 циклов разряда-заряда. При этом абсолютно точно замечено: больше циклов разряд-заряд – короче срок службы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов!

Все эти типы аккумуляторов имеют такой важный параметр как емкость. Емкость аккумулятора показывает, сколько времени он сможет питать подключенную к нему нагрузку. У радиостанции емкость аккумулятора измеряется в миллиампер-часах. Эта характеристика обычно указывается на самой батарее.

Для примера возьмем радиостанцию Альфа 80 и ее батарею емкостью 2800 мАч. При цикле работы 5/5/90, где 5% времени работы радиостанции на передачу, 5% работы на прием, 90% времени дежурный режим - время работы радиостанции составит не менее 15 часов. Чем ниже будет этот параметр у батареи, тем меньше она сможет проработать.

Следите за новостями в наших группах:

Задаетесь вопросом: «Что выбрать: Li-Ion или Li-Po аккумулятор?» Мы подробно расскажем в чем отличие этих двух типов аккумуляторов.

Как всем нам известно, мощность портативного зарядного устройства в большей степени зависит от качества аккумуляторов внутри устройства. На современном рынке существует два вида аккумуляторов, которые используются для производства портативных зарядных устройств: Li-Ion и Li-Po элементы аккумулятора.

Li-Ion или Li-Po: В Чем Различие и Что Выбрать

К сведению пользователей, один из частозадаваемых вопросов касательно портативных зарядных устройств – это: какая разница между аккумуляторами Li-Ion и Li-Po, а также, какой из них лучше. Давайте будем разбираться.

Что же такое Li-Ion и Li-Po?

Li-Ion – это сокращение от литий-ионный, а Li-Po – от литий-полимерный. Окончание «ионный» и «полимерный» — это указание на катод. Литий-полимерный аккумулятор состоит из полимерного катода и твердого электролита, а литий-ионный аккумулятор – из углерода и жидкого электролита. Оба аккумулятора перезаряжаемые, и потом, в том или ином смысле, они оба выполняют одну и ту же функцию. В целом, литий-ионные аккумуляторы старше, чем литий-полимерные, но они по-прежнему широко распространены из-за низкой цены и неприхотливости в техническом обслуживании. Литий-полимерные аккумуляторы считаются более совершенными, с улучшенными характеристиками, обеспечивающими более высокий уровень безопасности, следовательно, такие аккумуляторы стоят дороже, чем литий-ионные.

Существует много конфигураций аккумуляторов Li-Ion. Самые распространенные литий-ионные аккумуляторы для портативных зарядных устройств – это аккумуляторы с типоразмером 18650, диаметром 18мм и длиной 65мм, в которых 0 означает цилиндрическую конфигурацию. Больше 60% портативных зарядок изготовлены из элементов аккумулятора с типоразмером 18650. Размер и вес таких элементов легко позволяет применять их во многих электронных устройствах. Технологии изготовления также не стоят на месте.

Поскольку среди покупателей все больше и больше возрастает спрос на более легкие и компактные портативные зарядки, все более очевидными становятся ограничения, которые влекут за собой литий-ионные аккумуляторы. Поэтому производители переходят на изготовление более легких, более плоских модульных литий-полимерных аккумуляторов для новых портативных зарядных устройств. Более того, литий-полимерные аккумуляторы не так подвержены риску взрыва, а поэтому в портативные зарядки больше не нужно встраивать защитный слой, в то время как большинство литий-ионных 18650 аккумуляторов должны быть установлены только вместе с защитой.

Давайте подытожим информацию про различия между литий-ионом и литий-полимером в виде таблицы.

Ключевые особенности Li-Ion Li-Po
Энергетическая плотность Высокая Низкая, с меньшим количеством циклов в сравнении с Li-Ion
Универсальность Низкая Высокая, производители не привязаны к стандартному формату ячеек
Вес Немного более тяжелые Легкие
Ёмкость Ниже Одинаковый объем Li-Po аккумулятора, превосходит по ёмксоти Li-Ion почти в два раза
Жизненный цикл Большой Большой
Взрывоопасность Более высокая Более продуманная безопасность снижает риск перезаряда, а также утечку электролита
Время заряда Немного более длинное более короткое
Изнашиваемость Теряет менее чем 0,1% своей эффективности каждый месяц Более медленней, чем Li-Ion аккумуляторы
Стоимость Более дешевый Более дорогой

После изучения всех преимуществ, недостатков и характеристик двух типов аккумуляторов, вы можете убедиться, что между ними нет сильной конкуренции. Хотя литий-ионный аккумулятор тоньше и изящнее, литий-ионные аккумуляторы отличаются большей удельной энергоемкостью, и потом, они гораздо дешевле в производстве.

Поэтому, не стоит обращать особого внимания на тип аккумулятора, просто выбирайте брендовое портативное зарядное устройство, которое соответствует вашим требованиям. В конце концов, в эти аккумуляторы добавляется множество химикатов, поэтому, еще неизвестно, какие из них прослужат дольше.

Технологии производства аккумуляторов не стоят на месте и постепенно Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-MH (никель-металл-гидридные) аккумуляторы вытесняются на рынке аккумуляторами, в основе производства которых используются литиевые технологии. Литий-полимерные (Li-Po) и литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы всё чаще используются в различных электронных устройствах в качестве источника тока

Литий - серебристо-белый, мягкий и пластичный металл, твёрже натрия, но мягче свинца. Литий — самый легкий металл в мире! Его плотность составляет 0,543 г/см 3 . Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой. Месторождения лития имеются в России, Аргентине, Мексике, Афганистане, Чили, США, Канаде, Бразилии, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве и Конго

Экскурс в историю

Первые эксперименты по созданию литиевых батарей начались в 1912 году, но только спустя шесть десятилетий, в начале 70-х годов, они впервые были внедрены в бытовые устройства. Причем, подчеркну, это были именно батареи. Последовавшие вслед за этим попытки разработать литиевые аккумуляторы (перезаряжающиеся батареи) оказались неудачными из-за проблем, связанных с обеспечением безопасности их эксплуатации. Литий, самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает самую большую плотность энергии. Аккумуляторы, использующие литиевые металлические электроды, характеризуются высоким напряжением, и превосходной емкостью. Но в результате многочисленных исследований в 80-х годах было выяснено, что циклическая работа (заряд — разряд) литиевых аккумуляторов приводит к изменениям на литиевом электроде, в результате которых уменьшается тепловая стабильность и появляется угроза выхода теплового состояния из-под контроля. Когда это происходит, температура элемента быстро приближается к точке плавления лития — и начинается бурная реакция с воспламенением выделяющихся газов. Так, например, большое количество литиевых аккумуляторов для мобильных телефонов, поставленных в Японию в 1991 году, было отозвано после нескольких случаев их воспламенения.

Из-за свойственной литию неустойчивости исследователи обратили свой взор в сторону неметаллических литиевых аккумуляторов на основе ионов лития. Немного проиграв при этом с плотностью энергии и приняв некоторые меры предосторожности при заряде и разряде, они получили более безопасные так называемые литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы.

Плотность энергии Li-ion аккумуляторов обычно в несколько раз превышает плотность стандартных NiCd и NiMH аккумуляторов. Благодаря применению новых активных материалов это превосходство ежегодно увеличивается. В дополнение к большой емкости Li-ion аккумулятор при разряде ведет себя аналогично никелевым аккумуляторам (форма их разрядных характеристик похожа и отличается лишь напряжением).

На сегодня существует множество разновидностей Li-ion аккумуляторов, причем можно долго говорить о преимуществах и недостатках того или иного типа, но отличить их по внешнему виду невозможно. Поэтому отметим только те достоинства и недостатки, которые свойственны всем типам этих устройств, и рассмотрим причины, вызвавшие появление на свет литий-полимерных (Li-Po) аккумуляторов.

Li-ion аккумулятор всем был хорош, но проблемы с обеспечением безопасности его эксплуатации и высокая стоимость привели учёных к созданию литий-полимерного аккумулятора (Li-pol или Li-po).

Основное их отличие от Li-ion отражено в названии и заключается в типе используемого электролита. Первоначально, в 70-х годах, применялся сухой твердый полимерный электролит, похожий на пластиковую пленку и не проводящий электрический ток, но допускающий обмен ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит фактически заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом, благодаря чему они имеют гибкую пластиковую оболочку, имеют меньший вес, большую токоотдачу и могут быть использованы в качестве силовых аккумуляторов для устройств с мощными электродвигателями.

Такая конструкция упрощает процесс производства, характеризуется более высокой безопасностью и позволяет выпускать тонкие аккумуляторы произвольной формы. Минимальная толщина элемента составляет около одного миллиметра, так что разработчики оборудования свободны в выборе формы, очертаний и размеров, вплоть до внедрения его во фрагменты одежды.

Основные преимущества

  • Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости никелевые (NiCd и Ni-MH) аккумуляторы
  • Низкий саморазряд
  • Высокое напряжение единичного элемента (3.6-3.7V против 1.2V-1.4 у NiCd и NiMH), что упрощает конструкцию — зачастую аккумулятор состоит только из одного элемента. Многие производители применяют в различных компактных электронных устройствах (сотовые телефоны, коммуникаторы, навигаторы и пр.) именно такой одноэлементный аккумулятор
  • Толщина элементов от 1 мм
  • Возможность получать очень гибкие формы

Недостатки

  • Аккумулятор подвержен старению, даже если он не используется и просто лежит на полке. По вполне очевидным причинам производители об этой проблеме умалчивают. Часы начинают тикать с того момента, как аккумуляторы произвели на заводе, и снижение емкости является результатом повышения внутреннего сопротивления, которое в свою очередь порождается окислением электролита. В итоге внутреннее сопротивление достигнет такого уровня, когда аккумулятор больше не сможет отдавать накопленную энергию, хотя ее в аккумуляторе будет достаточно.Через два или три года он часто становится непригодным к использованию.
  • Более высокая стоимость по сравнению с NiCd и Ni-MH аккумуляторами
  • При использовании литий-полимерных аккумуляторов, всегда есть риск их воспламенения, которое может случиться вследствие замыкания контактов, от неправильной зарядки, или механического повреждения аккумулятора. Так как температура горения лития очень высока (несколько тысяч градусов), то он может воспламенить рядом стоящие предметы и вызвать пожар.

Основные характеристики Li-Po аккумуляторов

Как было сказано выше, литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости NiCd и Ni-MH аккумуляторы в несколько раз. Срок службы современных Li-Po аккумуляторов, как правило, не превышает 400-500 циклов заряд-разряд. Для сравнения, срок службы современных Ni-MH аккумуляторов с низким саморазрядом составляет 1000-1500 циклов.

Технологии производства литиевых аккумуляторов не стоят на месте и названные выше цифры в любой момент могут потерять актуальность, т.к. производители аккумуляторов с каждым месяцем наращивают их характеристики за счёт внедрения новых технологических процессов их производства.

Из всего многообразия литий-полимерных аккумуляторов, имеющихся в продаже, можно выделить две основные группы - быстро-разрядные (Hi Discharge) и обычные . Отличаются они между собой максимальным разрядным током — его указывают или в амперах, или в единицах емкости аккумулятора, обозначаемой буквой «С».

Области применения Li-Po аккумуляторов

Применение Li-Po аккумуляторов позволяет решить две важные задачи — увеличить время работы устройств и снизить вес батареи

Обычные Li-Po аккумуляторы применяются в качестве источников питания в электронных устройствах с относительно небольшим токопотреблением (мобильные телефоны, коммуникаторы, ноутбуки и т. д.).

Быстро-разрядные литий-полимерные аккумуляторы часто называют «силовыми » — такие аккумуляторы применяются для питания устройств с высоким токопотреблением. Ярким примером применения «силовых» Li-Po аккумуляторов являются радиоуправляемые модели с электродвигателями и современные гибридные автомобили. Именно в этом сегменте рынка происходит основная конкурентная борьба различных производителей Li-Po аккумуляторов.

Единственная область, где пока литий-полимерные аккумуляторы уступают никелевым — это область супервысоких (40-50С) разрядных токов. По цене, в пересчете на емкость, литий-полимерные аккумуляторы стоят примерно столько же, сколько NiMH. Но в этом сегменте рынка уже появились конкуренты — (Li-Fe), технология производства которых развивается с каждым днём.

Зарядка Li-Po аккумуляторов

Заряд большинства Li-Po аккумуляторов осуществляется по достаточно простому алгоритму — от источника постоянного напряжения 4.20V/элемент с ограничением тока в 1С (некоторые модели современных силовых Li-Po аккумуляторов позволяют заряжать их током в 5С). Заряд считается завершенным, когда ток упадет до 0.1-0.2С. До перехода в режим стабилизации напряжения при токе в 1C аккумулятор набирает примерно 70-80% емкости. Для полной зарядки необходимо время около 1-2 часов. К зарядному устройству предъявляются достаточно жесткие требования по точности поддержания напряжения в конце заряда — не хужу 0,01 V/банку.
Из представленных на рынке зарядных устройств можно выделить два основных типа - простые, не «компьютерные» зарядники в ценовой категории 10-40$, предназначенные только для литиевых аккумуляторов, и универсальные зарядные устройства в ценовой категории 80-400$, предназначенные для обслуживания различных типов аккумуляторов.

Первые, как правило, имеют только светодиодную индикацию заряда, количество банок и ток в них выставляются перемычками или путём подключения аккумулятора к различным разъемам на зарядном устройстве. Достоинство таких зарядных устройств — низкая цена. Главный недостаток — некоторые из таких устройств не умеет правильно определять окончание заряда. Они определяют лишь момент перехода от режима стабилизации тока к режиму стабилизации напряжения, что составляет примерно 70-80% емкости.

У второй группы зарядников возможности намного шире, как правило, они все показывают напряжение, ток, и емкость в мАч, которую аккумулятор «принял» в процессе заряда, что позволяет более точно определять, насколько заряжен аккумулятор. При использовании зарядного устройства самое главное — правильно выставить на заряднике нужное количество банок в батарее и ток заряда, который, как правило, равен 1C.

Эксплуатация Li-Po аккумуляторов и меры предосторожности

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» из существующих, т.е. требуют обязательного соблюдения нескольких несложных правил. Перечислим их в порядке убывания опасности:

  1. Перезаряд аккумулятора — заряд до напряжения, превышающего 4.20V на банку
  2. Короткое замыкание аккумулятора
  3. Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или приводящим к нагреву Li-Po аккумулятора cвыше 60°С
  4. Разряд ниже напряжения 3V на банку
  5. Нагрев аккумулятора выше 60ºС
  6. Разгерметизация аккумулятора
  7. Хранение в разряженном состоянии

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных — к полной или частичной потере емкости

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:

  • Чтобы не было пожара, надо иметь нормальный зарядник и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок
  • Необходимо также использовать разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи и контролировать ток, потребляемый устройством, в котором установлен Li-Po аккумулятор
  • Необходимо быть уверенным, что ваше электронное устройство,в котором установлен аккумулятор не перегревается. При +70ºС в аккумуляторе начинает идти «цепная реакция», превращающая запасенную им энергию в тепло, аккумулятор буквально растекается, поджигая все, что может гореть
  • Если замкнуть почти разряженный аккумулятор, то пожара не будет, он тихо и мирно «умрет» из-за переразряда
  • Следите за напряжением в конце разряда аккумулятора и обязательно отключайте его после работы
  • Разгерметизация — так же причина выхода литиевых аккумуляторов из строя. Внутрь элемента не должен попадать воздух. Это может произойти при повреждении внешнего защитного пакета (аккумулятор запаян в пакет наподобие термоусадочной трубки) в результате удара, или повреждения острым предметом, или при сильном перегреве вывода аккумулятора при пайке. Вывод — не ронять с большой высоты и паять аккуратно
  • Хранить аккумуляторы, судя по рекомендациям производителей, следует в заряженном на 50-70% состоянии, лучше в прохладном месте, при температуре не выше 30°С. Хранение в разряженном состоянии отрицательно сказывается на сроке службы. Как и у всех аккумуляторов, у литий-полимерных есть небольшой саморазряд.

Сборка Li-Po батарей

Для получения батарей с высокой токоотдачей или большой емкости используют параллельное соединение аккумуляторов. Если вы покупаете готовую батарею, то по маркировке можно узнать, сколько в ней банок и как они соединены. Буква Р (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, a S (serial) — последовательно. Например, «Kokam 1500 3S2P» обозначает батарею, соединенную последовательно из трех пар аккумуляторов, и каждая пара образована двумя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500 мАч, т.е. емкость батареи будет 3000 мАч (при соединении параллельно емкость возрастает), а напряжение — 3,7V х 3=11,1V.

Если вы покупаете аккумуляторы отдельно, то перед соединением их в батарею нужно уравнять их потенциалы, особенно это касается варианта параллельного включения, так как при этом одна банка начнет заряжать другую и зарядный ток может превысить значение 1C. Желательно, все купленные банки перед соединением разрядить до 3V током около 0.1- 0.2С. Напряжение надо контролировать цифровым вольтметром с точностью не ниже 0.5%. Это обеспечит надежное функционирование батареи в будущем.

Выравнивание потенциалов (балансировку) также желательно проводить даже уже на собранных фирменных батареях перед их первым зарядом, так как многие фирмы, собирающие элементы в батарею, не балансируют их перед сборкой.

Из-за падения емкости в результате эксплуатации ни в коем случае нельзя добавлять новые банки последовательно старым — батарея будет при этом разбалансирована.

Конечно, также нельзя соединять в батарею аккумуляторы разных, даже близких емкостей — например 1800 и 2000 мАч, а также использовать в одной батарее аккумуляторы разных производителей, поскольку различное внутренне сопротивление приведет к разбалансировке батареи.

При пайке следует соблюдать аккуратность, нельзя допускать перегрева выводов — это может нарушить герметизацию и навсегда «убить» еще не поработавший аккумулятор. Некоторые Li-Po аккумуляторы поставляются с уже припаянными к выводам кусочками текстолитовой печатной платы для удобства распайки проводов. При этом добавляется лишний вес — около 1 г на элемент, зато греть места для припайки проводов можно гораздо дольше — стеклотекстолит плохо проводит тепло. Провода с разъемами следует закрепить на корпусе батареи, хотя бы скотчем, чтобы случайно не оторвать их при многократном подключении к зарядному устройству

Нюансы применения Li-Po аккумуляторов

Приведу еще несколько полезных примеров, вытекающих из ранее сказанного, но неочевидных на первый взгляд …

В течение долгой эксплуатации батареи ее элементы из-за изначального небольшого разброса емкостей становятся несбалансированными — какие-то банки «стареют» раньше других и теряют свою емкость быстрее. При большем числе банок в батарее процесс идет быстрее. Отсюда вытекает следующее правило — необходимо контролировать емкость каждого элемента батареи .

В случае обнаружения в сборке аккумулятора, ёмкость которого отличается от других элементов более, чем на 15-20%, рекомендуется отказаться от использования всей сборки, или из оставшихся аккумуляторов спаять батарею с меньшим количеством элементов.

Современные зарядные устройства имеют встроенные балансиры (balancer), которые позволяют заряжать все элементы в батареи отдельно под чётким контролем. Если зарядное устройство не оборудовано балансиром, то его необходимо приобрести отдельно и заряд аккумуляторов желательно производить с его использованием.

Внешний балансир — это небольшая плата, подключаемая к каждой банке, содержащая нагрузочные резисторы, схему управления и светодиод, показывающий, что напряжение на данной банке достигло уровня 4.17-4.19V. При превышении напряжения на отдельном элементе порога в 4.17V балансир замыкает часть тока «на себя», не позволяя напряжению превысить критический порог.

Следует добавить, что от переразряда некоторых банок в разбалансированной батарее балансер не спасает, он служит только для защиты от повреждения элементов при заряде и средством определения «плохих» элементов в батарее.

Вышесказанное относится к батареям, составленных из трех элементов и более, для двух-баночных батарей балансиры, как правило, не применяют

По многочисленным отзывам, разряд литиевых аккумуляторов до напрряжения 2. 7- 2.8V более губительно сказывается на емкости, чем, например перезаряд до напряжения 4.4V. Особенно вредно хранить батарею в переразряженном состоянии.

Существует мнение, что литий-полимерные аккумуляторы нельзя эксплуатировать при отрицательных температурах. Действительно, в технических характеристиках на батареи указан рабочий диапазон 0-50°С (при 0°С сохраненяется 80% емкости аккумулятора). Но тем не менее, использовать Li-Po аккумуляторы при отрицательных температурах, около-10…-15°С, можно. Дело в том, что не нужно перед использованием морозить батарею — положите ее в карман, где тепло. А в процессе использования внутреннее выделение тепла в аккумуляторе оказывается в данный момент полезным свойством, не позволяя батарее замерзнуть. Конечно, отдача аккумулятора будет несколько ниже, чем при нормальной температуре.

Заключение

Учитывая, какими темпами двигается технический прогресс в области электрохимии, можно предположить, что будущее за литиевыми технологиями накопления энергии, если их не догонят топливные элементы. Поживем - увидим…

В статье использованы материалы статей Сергея Потупчика и Владимира Васильева

Подавляющее большинство жителей развитых стран имеют мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки. Когда вы приобретаете какой-нибудь гаджет в магазине, скорее всего, даже не задумываетесь о типе аккумулятора в нём. И это неудивительно. Технологии быстро развиваются, в том числе, в сфере аккумуляторов. Не так давно в мобильной электронике использовались Ni─Cd аккумуляторы, которые потом сменили Ni─MH. Затем появились литий─ионные, которые быстро завоевали рынок портативных гаджетов. И вот теперь их теснят литий─полимерные батареи. В какой-то момент пользователь начинает задумываться о том, какая аккумуляторная батарея у него. В чём её преимущества и недостатки? В этой заметке мы попытаемся понять, в чём заключается отличие литий─полимерного аккумулятора от литий─ионного.

Работы по созданию аккумуляторов с использованием лития велись достаточно давно. Но первые работоспособные экземпляры для бытовой техники появились только в 70-е годы прошлого столетия. Но тогда это были несовершенные модели с электродами из металлического лития. И эксплуатация таких аккумуляторов проблематичной в плане безопасности. Оставалось много нерешенных проблем с процессом заряда и разряда таких батарей.


Дело в том, что металлический литий очень активен и обладает высоким электрохимическим потенциалом. Его использование в аккумуляторах позволяет значительно увеличить энергетическую плотность. Аккумуляторные батареи с электродами из металлического Li, которые были разработаны первыми, имеют высокое напряжение и большую ёмкость. Однако постоянная работа такого аккумулятора в режиме заряда и разряда приводит к тому, что литиевый электрод изменяется.

Это приводит к тому, что стабильность работы нарушается и возникает угроза воспламенения из-за неконтролируемого протекания реакции в батарее. Аккумуляторный элемент быстро нагревается и, когда температура поднимается до плавления лития, то идёт бурная реакция с воспламенением. С этим были связаны отзывы первых аккумуляторов литиевого типа в потребительской электронике в начале 90-х годов.

В результате учёные стали заниматься разработкой АКБ на основе ионов Li. Из-за того, что пришлось отказаться от использования металлического лития, несколько уменьшилась энергетическая плотность. Но зато были решены проблемы с безопасностью при эксплуатации АКБ. Эти новые аккумуляторы получили название литий─ионных.


Энергетическая плотность литий─ионных аккумуляторов в 2─3 раза (в зависимости от используемых материалов) выше, чем у . При разряде Li─Ion аккумуляторы показывают схожие с Ni─Cd характеристики. Единственное, в чём они им уступают – это работа при сверхвысоких токах разряда (более 10С). К настоящему времени уже выпущено немало различных модификаций литий─ионных аккумуляторов.

Они отличаются материалом, используемым в качестве катода, форм-фактором и по некоторым другим параметрам. Их однозначно характеризует конструкция, в которую входят электроды, погружённые в жидкий электролит, содержащий ионы лития. Этот аккумуляторный элемент помещён в герметичную металлическую оболочку (сталь, алюминий). Для управления процессами заряда и разряда в литий─ионных аккумуляторных батареях есть печатная плата, называемая контроллером.

Чтобы картина по Li─Ion батареям была полной, рассмотрим их преимущества и недостатки.

Преимущества Li─Ion

  • Небольшой саморазряд;
  • Высокая энергетическая плотность и ёмкость по сравнению со щелочными;
  • Один аккумуляторный элемент имеет напряжение около 3,7 вольта. Для кадмиевых и металлогидридных это значение 1,2 вольта. Это позволяет значительно упростить конструкцию. В телефонах, например, используются батареи, имеющие в своём составе только одну банку;
  • Отсутствует эффект памяти, а значит, упрощается обслуживание АКБ.

Недостатки Li─Ion

  • Необходим контроллер. Это печатная плата, которая контролирует напряжение аккумуляторного элемента или элементов, если их несколько. Плата также контролирует максимальный ток разряда, а в некоторых случаях и температуру банки. Без контроллера невозможна безопасная эксплуатация литий─ионной АКБ;
  • Деградация Li─Ion системы идёт даже при хранении. То есть, через год ёмкость батареи ощутимо уменьшается, даже если она не используется. Аккумуляторы других типов (щелочные, свинцово-кислотные) тоже постепенно деградируют в процессе хранения, но у них это менее выражено;
  • Цена литий─ионных выше, чем кадмиевых или .


Возможности литий─ионной технологии не выработаны до конца. Поэтому постоянно появляются новые батареи, где решаются те или иные проблемы этого типа АКБ. Подробнее о том, что представляет собой читайте в статье по указанной ссылке.

Li─Pol аккумулятор

Из-за проблем с обеспечением безопасности при заряде-разряде Li─Ion аккумуляторов стали вестись дальнейшие разработки модификаций этих батарей. В результате были разработаны литий─полимерные аккумуляторы. Их отличие от ионных в применяемом электролите. Стоит сказать, что первые разработки в этом направлении велись одновременно с Li─Ion технологией. Ещё в прошлом столетии был впервые использован сухой электролит из твёрдого полимера. По внешнему виду он похож на плёнку из пластика. Этот полимер не проводит ток, но не препятствуйте ионному обмену, который подразумевает движение заряженных атомов или их групп. Помимо содержания в нём электролита, полимер ещё выступает как пористый сепаратор между электродами.


Новая конструкция позволила повысить безопасность и упростить производство аккумуляторов. И ещё более важно то, что литий─полимерные аккумуляторы могут быть выпущены практически любой формы и очень малой толщины (до 1 миллиметра). Это позволяет делать различные устройства, работающие от Li─Pol аккумуляторных батарей, тонкими, компактными и изящными. Некоторые литий─полимерные аккумуляторные батареи могут быть даже вшиты в одежду.

Естественно, что есть и недостатки. В частности, Li─Pol аккумуляторы с сухим электролитом имеют низкую электрическую проводимость в условиях комнатной температуры. Это объясняется тем, что при этой температуре их внутреннее сопротивление большое, что препятствует выдаче разрядного тока, необходимого для работы портативной электроники.

Если нагреть литий─полимерный аккумулятор до 60 градусов Цельсия, то проводимость увеличивается. Понятно, что это не годится для использования в телефонах или планшетах. Однако аккумуляторы с сухим полимером нашли свою нишу на рынке. Их используются в роли запасных источников питания в условиях повышенных температур. Есть варианты, когда ставятся нагревательные элементы для обеспечения температуры, необходимой для нормальной работы аккумулятора.

Здесь стоит пояснить ещё один важный момент. Наверняка все видели, что в смартфонах, планшетах и ноутбуках уже давно используются аккумуляторы с пометкой Li─Pol. Это литий─полимерные аккумуляторы гибридного типа, если так можно выразиться. Они представляют собой нечто среднее между Li─Ion и батареями с сухим полимером. Производители, выпускающие литий─полимерные аккумуляторы, используют в них в роли электролита гелеобразное вещество с ионами лития.

Так, что практически все литий─полимерные аккумуляторы в современных мобильных гаджетах используют гелеобразный электролит. По своей конструкции они представляют собой гибрид ионных и полимерных батарей. В чём же отличие между ионными и полимерными АКБ с гелеобразным электролитом? Их основные электрохимические параметры примерно одинаковы. Отличие таких гибридных АКБ заключается в том, что в них вместо пористого сепаратора используется твёрдый электролит. Он, как говорилось выше, ещё и выполняет роль пористого сепаратора. А электролит в гелеобразном состоянии используется для того, чтобы увеличить электропроводимость ионов.

Литий─полимерные аккумуляторы всё больше распространяются на рынке и за ними будущее. По крайней мере, в сегменте бытовой техники и потребительской электроники. Но пока их внедрение идёт не очень активно. Некоторые эксперты на рынке объясняют это тем, что слишком много средств было вложено в разработку Li─Ion батарей. И инвесторы просто хотят «отбить» вложенные деньги. читайте по ссылке.

Литий ионный и литий полимерный что лучше

Li-Ion или Li-Polymer Аккумуляторы

Лучшие современные малогабаритные гальванические источники питания — это элементы, использующие в качестве активного компонента соединения лития. Этот материал имеет самую меньшую массу из всех доступных для практического использования металлов, благодаря чему он обладает самым большим электрохимическим потенциалом. Это позволяет получать наиболее высокую плотность тока на единицу веса изготовляемых батарей.

Особенности технологии

Элементы питания, изготовленные по технологии, использующей литиевые электроды и включения этого металла в состав электролита, имеют прекрасные технические параметры, высокую емкость, большой рабочий ток, долговечность и компактность.

Одними из наиболее распространенных видов таких АКБ являются литий-ионные (Li Ion) и литий-полимерные (Li Polymer) изделия. Они имеют много схожих конструктивных особенностей, но и некоторые различия, влияющие на их эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим подробнее, какие особенности и отличия имеют аккумуляторы, изготовленные по этим технологиям.

Что общего у Li Ion и Li Pol аккумуляторов

Оба вида рассматриваемых источников питания имеют следующие одинаковые особенности:

  • идентичная конструкция электродов, имеющих в составе анода углеродный материал (обычно графит), а в катоде – кобальт, оксид ванадия или марганца;
  • сходная химическая реакция, в результате которой возникает электродвижущая сила в литиевых элементах, обусловленная взаимодействием электродов, разделенных электролитом с включением солей лития;
  • одинаковое номинальное напряжение, равное 3,7 вольтам;
  • одинаковый срок хранения, составляющий 2-3 года;
  • сходство конструкции позволяет использовать одни и те же зарядные устройства для обоих видов батарей;
  • они не имеют эффекта памяти, но чувствительны к сильному разряду и опасны при перезаряде (больше 4,2 вольт), при котором может произойти возгорание или взрыв;
  • оба вида батарей запрещено использовать при наличии повреждений и после сильного разряда (ниже 2,7 вольт).

Различия между Li Ion и Li Pol батареями

Li pol элементы питания отличаются от литий ионных в основном по физическому состоянию электролита.

В первом случае используется твердый полимерный электролит, либо пластины с включениями гелеобразного электролита, а во втором случае электроды разделены жидким активным веществом.

Использование полностью сухого электролита снижает его активность, поэтому для улучшения эксплуатационных характеристик батарей, в него добавляют вкрапления гелевого полужидкого электролита.

Использование полимерной электролитной прослойки вместо пористого сепаратора, наполненного электролитом, усложняет технологический процесс и удорожает его, но позволяет получить более удобные и безопасные при эксплуатации источники питания.

Характеристика Lithium-Ion Lithium-Polymer
Плотность энергии Высокая Низкая
Эффект старения Со временем теряет емкость Тоже теряет, но не так интенсивно, как li-ion
Шансы на взрыв Может взорваться при перезаряде Безопасны от взрыва
Стоимость Дешевые Дорогие
Время зарядки Долго заряжаются Заряжается существенно быстрее
Вес Тяжелее Легче

В то же время, использование сухого полимера уменьшает активность электролита и обеспечивает приемлемые электрические параметры только при высокой температуре. В связи с этим при производстве большинства современных литий-полимерных источников используется гибридная технология, при которой в сухой полимерный материал добавляются вкрапления гелеобразного электролита. Это увеличивает его ионную электропроводность при сохранении высоких эксплуатационных характеристик.

Чем литий ионный АКБ лучше литий полимерного

Литий-ионные источники питания обладают следующими преимуществами по сравнению с литий-полимерными:

  • использование более активного жидкого электролита позволяет получить более высокую энергетическую плотность и улучшенные характеристики токоотдачи при нормальной и пониженной температуре;
  • производство таких АКБ обходится дешевле, чем литий полимерных элементов;
  • они выдерживают большее количество рабочих циклов разряда-заряда, имеют увеличенный срок службы.

В то же время, использование активной электролитной жидкости внутри корпуса таких батарей обуславливает наличие ряда недостатков:

  • необходимо использовать более герметичные и прочные корпуса для предотвращения утечки электролита;
  • увеличивается общий вес батарей;
  • уменьшается универсальность использования;
  • Li ion батареи более взрывоопасны, сильнее боятся перезаряда, требуют использования специальных встроенных устройств защиты;
  • им необходим больший по продолжительности времени заряд с обязательным контролем максимального напряжения и температуры;
  • они имеют меньшую емкость при одинаковых размерах;
  • высокая активность жидкого электролита обуславливает более быстрое старение литий-ионных моделей батарей, которые теряют около 0,1% от общей емкости в месяц.

Чем литий полимерный АКБ лучше литий ионного

Li po источники питания обладают следующими преимуществами:

  • использование сухого или полусухого электролита позволяет изготавливать компактные батареи любой формы и размера, а также делать их гибкими;
  • они имеют меньший вес и размеры по сравнению с идентичными по рабочим характеристикам литий-ионными АКБ;
  • более высокая (почти в два раза) емкость при одинаковом общем объеме батареи;
  • лучшая безопасность и меньший риск перезаряда, отсутствие риска утечки электролита;
  • меньшее время, необходимое для зарядки;
  • меньшая изнашиваемость.

Li-pol аккумулятор

Литий-полимерные источники питания имеют и недостатки:

  • уменьшенную энергетическую плотность, поэтому у них меньше допустимый ток разряда и меньше максимальная отдаваемая мощность;
  • они более дороги в производстве;
  • они выдерживают меньшее количество циклов заряд-разряд.

Что лучше выбрать li ion или li polymer

Между обоими видами батарей существует не столь большая разница, которая позволила бы сделать однозначный выбор в пользу того, или иного элемента питания. Выбор необходимого вида АКБ необходимо осуществлять в зависимости от каждого конкретного случая.

При необходимости использования компактных и неприхотливых батарей лучше остановить свой выбор на литий-полимерном варианте.

При необходимости обеспечить более долгий срок эксплуатации и получить более мощный разрядный ток, лучше использовать литий-ионный источник питания. Этот вариант является более приемлемым и при желании сэкономить средства на приобретении аккумулятора.

Оба вида аккумуляторов имеют отличные электрические характеристики, во много раз лучшие, чем у солевых, щелочных и металлогидридных элементов питания. При правильных условиях эксплуатации, недопущении сильного разряда и перезаряда, оба вида АКБ могут прослужить несколько лет, отдавая высокий ток и напряжение.

Литий-полимерный аккумулятор: отличие от ионного, срок службы, устройство. Li-pol или Li-ion: какой лучше

Рост потребительского интереса к мобильным гаджетам и технологичной портативной технике в целом заставляет производителей совершенствовать свою продукцию в самых разных направлениях. При этом существует целый ряд общих параметров, работа над которыми ведется в одном русле. К таким можно отнести способ энергообеспечения. Всего несколько лет назад активные участники рынка могли наблюдать процесс вытеснения никель-кадмиевых аккумуляторов NiCd более совершенными элементами никель-металлгидридного происхождения NiMH. Сегодня же соперничество ведут между собой уже новые генерации батарей. Широко распространенную литий-ионную технологию в некоторых сегментах успешно вытесняет литий-полимерный аккумулятор. Отличие от ионного в новом блоке не так заметно для рядового пользователя, но в некоторых аспектах оно существенно. При этом, как и в случае конкуренции элементов NiCd и NiMH, замещающая технология далеко не безупречна и по некоторых показателям уступает аналогу.

Устройство аккумулятора Li-ion

Первые модели серийных аккумуляторов на основе лития стали появляться еще в начале 1990 годов. Однако в качестве активного электролита тогда использовался кобальт и марганец. В современных же литий-ионных батареях важно не столько вещество, сколько конфигурация его размещения в блоке. Такие аккумуляторы состоят из электродов, которые разделяются сепаратором с порами. Масса сепаратора, в свою очередь, как раз и пропитывается электролитом. Что касается электродов, то их представляет катодная основа на алюминиевой фольге и медный анод. Внутри блока катод и анод соединяются между собой клеммами-токосъемникам. Обслуживание заряда выполняет положительный заряд ион лития. Этот материал выгоден тем, что располагает способностью легко проникать в кристаллические решетки других веществ, формируя химические связи. Впрочем, положительных качеств таких батарей все чаще оказывается недостаточно для современных задач, что и обусловило появление элементов Li-pol, которые имеют немало особенностей. В целом же стоит отметить и сходство литий-ионных источников питания с гелиевыми полноформатными АКБ для автомобилей. В обоих случаях батареи разрабатываются с расчетом на физическую практичность в использовании. Отчасти это направление развития продолжили и полимерные элементы.

Устройство литий-полимерного аккумулятора

Толчком для совершенствования литиевых аккумуляторов стала необходимость борьбы с двумя недостатками существующих батарей Li-ion. Во-первых, они небезопасны в эксплуатации, а во-вторых, довольно дорого обходятся по цене. Избавляться от данных минусов технологи решили путем смены электролита. В итоге на смену пропитанному пористому сепаратору пришел полимерный электролит. Надо отметить, что полимер и раньше использовался в электротехнических нуждах в качестве пластиковой пленки, проводящей ток. В современной же батарее толщина элемента Li-pol достигает 1 мм, что также снимает с разработчиков ограничения по использованию различных форм и размеров. Но главное заключается в отсутствии жидкого электролита, благодаря чему исключается риск воспламенения. Теперь стоит подробнее рассмотреть отличия от литий-ионных элементов.

В чем главное отличие от ионной батареи?

Принципиальное отличие заключается в отказе от гелиевых и жидкостных электролитов. Для более полного понимания этой разницы стоит обратиться к современным моделям автомобильных аккумуляторов. Потребность в замене жидкого электролита была обусловлена, опять же, интересами безопасности. Но если в случае с автомобильными АКБ прогресс остановился на тех же пористых электролитах с пропиткой, то литиевые модели получили полноценную твердую основу. Чем же так хорош твердотельный литий-полимерный аккумулятор? Отличие от ионного заключается в том, что активное вещество в виде пластины в зоне контакта с литием препятствует формированию дендритов при циклировании. Как раз этот фактор исключает вероятность взрывов и возгораний таких батарей. Это лишь то, что касается достоинств, но также есть и слабые места у новых элементов питания.

Срок службы литий-полимерного аккумулятора

В среднем такие аккумуляторы выдерживают порядка 800-900 циклов зарядки. Данный показатель является скромным на фоне современных аналогов, но даже не этот фактор можно рассматривать как определяющий ресурс элемента. Дело в том, что такие аккумуляторы подвержены интенсивному старению независимо от характера эксплуатации. То есть даже если батарея вовсе не используется, ее ресурс будет сокращаться. Причем не имеет значения, это литий-ионный аккумулятор или литий-полимерный элемент. Все источники питания, базирующиеся на литиевой основе, характеризуются данным процессом. Существенную утрату в объеме можно заметить уже через год после приобретения. Спустя 2-3 года некоторые батареи и вовсе выходят из строя. Но многое зависит от производителя, поскольку внутри сегмента тоже есть различия в качестве исполнения аккумулятора. Аналогичные проблемы свойственны и элементам NiMH, которые подвергаются старению при резких температурных колебаниях.

Недостатки

Кроме проблем с быстрым устареванием, такие аккумуляторы нуждаются в дополнительной системе защиты. Связано это с тем, что внутреннее напряжение на разных участках может привести к перегоранию. Поэтому используется особая схема стабилизации, предотвращающая перегревы и перезаряды. Эта же система влечет и другие недостатки. Главным из них является ограничение тока. Но, с другой стороны, дополнительные защитные схемы делают безопаснее литий-полимерный аккумулятор. Отличие от ионного в плане стоимости тоже имеет место. Полимерные батареи стоят дешевле, но ненамного. Их ценник также повышается из-за внедрения электронных защитных схем.

Эксплуатационные особенности гелеобразных модификаций

С целью повышения электропроводности в полимерные элементы технологи все же добавляют гелеобразный электролит. О полном переходе на такие вещества речи не идет, поскольку это противоречит концепции данной технологии. Но в портативной технике часто используют именно гибридные элементы питания. Их особенность заключается в чувствительности к температуре. Производители рекомендуют использовать такие модели батарей в условиях от 60 °C до 100 °C. Это требование определило и особую нишу применения. Использовать гелеобразные модели можно только в местах с жарким климатом, не говоря о необходимости погружения в теплоизолированный корпус. Тем не менее вопрос о том, какой аккумулятор выбрать – Li-pol или Li-ion, – не так остро стоит на предприятиях. Там, где особое влияние имеет температура, часто применяются комбинированные решения. Полимерные элементы в таких случаях обычно используют в качестве резервных.

Оптимальный метод зарядки

Обычное время восполнения заряда у литиевых аккумуляторов составляет в среднем 3 ч. Причем в процессе зарядки блок остается холодным. Наполнение происходит в два этапа. На первом напряжение достигает пиковых величин, и такой режим поддерживается до набора 70%. Остальные 30% набираются уже в условиях нормального напряжения. Интересен и другой вопрос – как заряжать литий-полимерный аккумулятор, если нужно в постоянном режиме поддерживать его полный объем? В таком случае следует соблюдать график подзарядок. Эту процедуру рекомендуется производить примерно каждые 500 ч эксплуатации с полной разрядкой.

Меры предосторожности

В процессе эксплуатации следует применять только соответствующий по характеристикам зарядный прибор, подключая его к сети со стабильным напряжением. Также необходимо проверять состояние разъемов, чтобы не произошло размыкания аккумулятора. Важно учитывать, что, несмотря на высокую степень безопасности, это все же чувствительный к перегрузкам тип аккумулятора. Литий-полимерный элемент не терпит превышения показателей тока, чрезмерного охлаждения внешней среды и механических ударов. Впрочем, по всем этим показателя полимерные блоки все же более надежны, чем литий-ионные. И все-таки главный аспект безопасности заключается в безвредности твердотельных источников питания – разумеется, при условии поддержания их герметичности.

Какой аккумулятор лучше – Li-pol или Li-ion?

Данный вопрос в большей степени определяется условиями эксплуатации и целевым объектом энергоснабжения. Основные преимущества полимерных устройств скорее ощутимы для самих производителей, которые могут свободнее использовать новые технологии. Для пользователя разница будет малозаметна. Например, в вопросе о том, как заряжать литий-полимерный аккумулятор, владельцу придется больше внимания уделять качеству источника энергоснабжения. По времени же заряда это идентичные элементы. Что касается долговечности, то в этом параметре тоже ситуация неоднозначная. Эффект старения в большей степени характеризует полимерные элементы, но практика показывает разные примеры. К примеру, есть отзывы о литий-ионных элементах, которые становятся непригодными уже через год пользования. А полимерные в некоторых аппаратах эксплуатируются по 6-7 лет.

Заключение

Вокруг аккумуляторов по-прежнему сохраняется множество мифов и ложных суждений, которые касаются разных нюансов эксплуатации. И напротив, некоторые особенности батарей замалчиваются производителями. Что касается мифов, то один из них опровергает литий-полимерный аккумулятор. Отличие от ионного аналога заключается в том, что полимерные модели испытывают меньше внутренних нагрузок. По этой причине сеансы зарядки еще не севших аккумуляторов не оказывают вредного воздействия на характеристики электродов. Если же говорить о скрываемых производителями фактах, то один из них касается долговечности. Как уже говорилось, ресурс аккумуляторов характеризуется не только скромным показателем циклов зарядки, но и неизбежной утратой полезного объема элемента питания.

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

Инженерная мысль непрерывно развивается: ее стимулируют постоянно возникающие проблемы, требующие для своего решения разработки новых технологий. В свое время на смену никель-кадмиевым (NiCd) аккумуляторам пришли никель-металлгидридные (NiMH), а сейчас место литий-ионных (Li-ion) пытаются занять литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы. NiMH аккумуляторы в какой-то степени потеснили NiCd, но в силу таких неоспоримых достоинств последних, как способность отдавать большой ток, низкая стоимость и длительный срок службы, не смогли обеспечить их полноценной замены. А вот как обстоит дело с литиевыми аккумуляторами? Каковы их особенности и чем отличаются Li-pol аккумуляторы от Li-ion? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Как правило, все мы при покупке мобильника или портативного компьютера не задумываемся о том, какой аккумулятор у них внутри и чем вообще различаются эти устройства. И только потом, столкнувшись на практике с потребительскими качествами тех или иных аккумуляторов, начинаем анализировать и выбирать. Тем, кто спешит и желает сразу получить ответ на вопрос, какой аккумулятор является оптимальным для сотового телефона, я отвечу коротко — Li-ion. Дальнейшая информация предназначена для любознательных.

Для начала небольшой экскурс в историю.

Первые эксперименты по созданию литиевых батарей начались в 1912 году, но только спустя шесть десятилетий, в начале 70-х годов, они впервые были внедрены в бытовые устройства. Причем, подчеркну, это были именно батареи. Последовавшие вслед за этим попытки разработать литиевые аккумуляторы (перезаряжающиеся батареи) оказались неудачными из-за проблем, связанных с обеспечением безопасности их эксплуатации. Литий, самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает самую большую плотность энергии. Аккумуляторы, использующие литиевые металлические электроды, характеризуются и высоким напряжением, и превосходной емкостью. Но в результате многочисленных исследований в 80-х годах было выяснено, что циклическая работа (заряд — разряд) литиевых аккумуляторов приводит к изменениям на литиевом электроде, в результате которых уменьшается тепловая стабильность и появляется угроза выхода теплового состояния из-под контроля. Когда это происходит, температура элемента быстро приближается к точке плавления лития — и начинается бурная реакция с воспламенением выделяющихся газов. Так, например, большое количество литиевых аккумуляторов для мобильных телефонов, поставленных в Японию в 1991 году, было отозвано после нескольких случаев их воспламенения.

Из-за свойственной литию неустойчивости исследователи обратили свой взор в сторону неметаллических литиевых аккумуляторов на основе ионов лития. Немного проиграв при этом в плотности энергии и приняв некоторые меры предосторожности при заряде и разряде, они получили более безопасные так называемые Li-ion аккумуляторы.

Плотность энергии Li-ion аккумуляторов обычно вдвое превышает плотность стандартных NiCd [1], а в перспективе, благодаря применению новых активных материалов, предполагается еще больше увеличить ее и достигнуть трехкратного превосходства над NiCd. В дополнение к большой емкости Li-ion аккумулятор при разряде ведет себя аналогично NiCd (форма их разрядных характеристик подобна и отличается лишь напряжением).

На сегодняшний момент существует множество разновидностей Li-ion аккумуляторов, причем можно долго говорить о преимуществах и недостатках того или иного типа, но отличить их по внешнему виду невозможно. Поэтому отметим только те достоинства и недостатки, которые свойственны всем типам этих устройств, и рассмотрим причины, вызвавшие появление на свет литий-полимерных аккумуляторов.

  • Высокая плотность энергии и как следствие большая емкость при тех же самых габаритах по сравнению с аккумуляторами на основе никеля.
  • Низкий саморазряд.
  • Высокое напряжение единичного элемента (3.6 В против 1.2 В у NiCd и NiMH), что упрощает конструкцию — зачастую аккумулятор состоит только из одного элемента. Многие производители сегодня применяют в сотовых телефонов именно такой одноэлементный аккумулятор (вспомните Nokia). Однако, чтобы обеспечить ту же самую мощность, необходимо отдать более высокий ток. А это требует обеспечения низкого внутреннего сопротивления элемента.
  • Низкая стоимость обслуживания (эксплуатационных расходов) – результат отсутствия эффекта памяти, требующего периодических циклов разряда для восстановления емкости.
  • Для аккумулятора требуется встроенная схема защиты (что ведет к дополнительному повышению его стоимости), которая ограничивает максимальное напряжение на каждом элементе аккумулятора во время заряда и предохраняет напряжение элемента от слишком низкого понижения при разряде. Кроме того, она ограничивает максимальные токи заряда, разряда и контролирует температуру элемента. В результате возможность металлизации лития практически исключена.
  • Аккумулятор подвержен старению, даже если не используется и просто лежит на полке. Процесс старения характерен для большинства Li-ion аккумуляторов. По вполне очевидным причинам производители об этой проблеме умалчивают. Незначительное уменьшение емкости становится заметным уже через год вне зависимости от того, находился аккумулятор в эксплуатации или нет. Через два или три года он часто становится непригодным к использованию. Впрочем, аккумуляторы других электрохимических систем также имеют возрастные изменения с ухудшением своих параметров (это особенно справедливо для NiMH, подверженных воздействию высокой температуры окружающей среды). Для уменьшения процесса старения храните заряженный примерно до 40% от номинальной емкости аккумулятор в прохладном месте отдельно от телефона.
  • Более высокая стоимость по сравнению с NiCd аккумуляторами.
  • Затруднено быстрое тестирование [1] аккумуляторов (например, на анализаторе Cadex C7xxx), поскольку технология их изготовления до конца еще не отработана и постоянно меняется.

Технология изготовления Li-ion аккумуляторов постоянно улучшается. Она обновляется приблизительно каждые шесть месяцев, и понять, как «ведут себя» новые аккумуляторы после длительного хранения, трудно.

Словом, всем был бы Li-ion аккумулятор хорош, если бы не проблемы с обеспечением безопасности его эксплуатации и высокая стоимость. Попытки решения этих проблем и привели к появлению литий-полимерных (Li-pol или Li-polymer) аккумуляторов.

Основное их отличие от Li-ion отражено в названии и заключается в типе используемого электролита. Первоначально, в 70-х годах, применялся сухой твердый полимерный электролит, похожий на пластиковую пленку и не проводящий электрический ток, но допускающий обмен ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит фактически заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Такая конструкция упрощает процесс производства, характеризуется большей безопасностью и позволяет выпускать тонкие аккумуляторы произвольной формы. К тому же отсутствие жидкого или гелевого электролита исключает возможность воспламенения. Толщина элемента составляет около одного миллиметра, так что разработчики оборудования свободны в выборе формы, очертаний и размеров, вплоть до внедрения его во фрагменты одежды.

Но пока, к сожалению, сухие Li-polymer аккумуляторы обладают недостаточной электропроводностью при комнатной температуре. Внутреннее сопротивление их слишком высоко и не может обеспечить величину тока, необходимую для современных средств связи и электропитания жестких дисков переносных компьютеров. В то же время при нагревании до 60 °C и более электропроводность Li-polymer увеличивается до приемлемого уровня, однако для массового использования это не годится.

Исследователи продолжают разработку Li-polymer аккумуляторов с сухим твердым электролитом, работающим при комнатной температуре. Подобные аккумуляторы, как ожидается, станут коммерчески доступными к 2005 году. Они будут стабильными, допускать 1000 полных циклов заряда-разряда и иметь более высокую плотность энергии, чем сегодняшние Li-ion аккумуляторы

Тем временем некоторые виды Li-polymer аккумуляторов в настоящее время используются в качестве резервных источников питания в жарком климате. Например, часть производителей специально устанавливает нагревающие элементы, поддерживающие благоприятную для аккумулятора температуру.

Вы спросите: как же так? На рынке вовсю продают Li-polymer аккумуляторы, изготовители комплектуют ими телефоны и компьютеры, а мы тут говорим, что для коммерческой эксплуатации они пока не готовы. Все очень просто. В данном случае речь идет об аккумуляторах не с сухим твердым электролитом. Для того чтобы повысить электропроводность небольших Li-polymer аккумуляторов, в них добавляют некоторое количество гелеобразного электролита. И большинство Li-polymer аккумуляторов, используемых сегодня для мобильных телефонов, фактически являются гибридами, поскольку содержат гелеобразный электролит. Правильнее было бы их называть литий-ионными полимерными. Но большинство изготовителей в рекламных целях маркируют их просто как Li-polymer. Остановимся подробнее на этом типе литий-полимерных аккумуляторов, поскольку на данный момент именно они представляют наибольший интерес.

Итак, в чем различие между Li-ion и Li-polymer аккумулятором с добавкой гелеобразного электролита? Хотя характеристики и эффективность обеих систем во многом сходны, уникальность Li-ion полимерного (можно его и так назвать) аккумулятора заключается в том, что в нем все же используется твердый электролит, заменяющий пористый сепаратор. Гелевый электролит добавляется только для увеличения ионной электропроводности.

Технические трудности и задержка в наращивании объемов производства задержали внедрение Li-ion полимерных аккумуляторов. Это вызвано, по мнению некоторых экспертов, желанием инвесторов, вложивших большие деньги в разработку и массовое производство Li-ion аккумуляторов, получить свои инвестиции обратно. Поэтому они и не спешат переходить на новые технологии, хотя при массовом производстве Li-ion полимерные аккумуляторы будут дешевле литий-ионных.

А теперь об особенностях эксплуатации Li-ion и Li-polymer аккумуляторов.

Их основные характеристики очень похожи. О заряде Li-ion аккумуляторов достаточно подробно рассказано в статье [2]. В добавление приведу лишь график (Рис.1) из [3], иллюстрирующий стадии заряда, и небольшие пояснения к нему.

Время заряда всех Li-ion аккумуляторов при начальном зарядном токе в 1С (численно равном номинальному значению емкости аккумулятора) составляет в среднем 3 часа. Полный заряд достигается при напряжении на аккумуляторе, равном верхнему порогу, и при уменьшении тока заряда до уровня, примерно равного 3% от начального значения. Аккумулятор во время заряда остается холодным. Как видно из графика, процесс заряда состоит из двух стадий. На первой (час с небольшим) напряжение растет при почти постоянном начальном токе заряда в 1С до момента первого достижения верхнего порога напряжения. К этому моменту аккумулятор заряжается примерно на 70% от своей емкости. В начале второго этапа напряжение остается почти постоянным, а ток уменьшается до тех пор, пока не достигнет вышеуказанных 3%. После этого заряд полностью прекращается.

Если требуется поддерживать аккумулятор все время в заряженном состоянии, то подзаряд рекомендуется проводить через 500 часов, или 20 дней. Обычно его проводят при уменьшении напряжения на выводах аккумулятор до 4.05 В и прекращают при достижении 4.2 В

Несколько слов о температурном диапазоне при заряде. Большинство разновидностей Li-ion аккумуляторов допускают заряд током в 1С при температуре от 5 до 45 °C. При температуре от 0 до 5 °C рекомендуется заряжать током в 0.1 С. Заряд при минусовой температуре запрещен. Для заряда оптимальна температура от 15 до 25 °C.

Зарядные процессы в Li-polymer аккумуляторах почти идентичны вышеописанным, поэтому потребителю совершенно ни к чему знать, какой их двух типов аккумуляторов у него в руках. И все те зарядные устройства, которые он использовал для Li-ion аккумуляторов, годятся для Li-polymer.

А теперь об условиях разряда. Обычно Li-ion аккумуляторы разряжают до значения 3.0 В на элемент, хотя для некоторых разновидностей нижний порог составляет 2.5 В. Производители оборудования с питанием от аккумуляторов, как правило, разрабатывают устройства с порогом выключения 3.0 В (на все случаи жизни). Что это означает? Напряжение на аккумуляторе при включенном телефоне постепенно уменьшается, и как только оно достигнет 3.0 В, аппарат предупредит вас и выключится. Однако это совсем не означает, что он перестал потреблять энергию от аккумулятора. Энергия, пусть незначительная, требуется для определения нажатия клавиши включения телефона и некоторых других функций. Кроме того, энергию потребляет собственная внутренняя схема управления и защиты, да и саморазряд, хоть и небольшой, но все же характерен даже для аккумуляторов на основе лития. В результате, если оставить литиевые аккумуляторы на длительный срок без подзарядки, напряжение на них упадет ниже 2.5 В, что очень плохо. В этом случае возможно отключение внутренней схемы управления и защиты, и не все зарядные устройства смогут зарядить такие аккумуляторы. Кроме того, глубокий разряд отрицательно сказывается на внутренней структуре самого аккумулятора. Полностью разряженный аккумулятор должен заряжаться на первом этапе током всего в 0.1C. Словом, аккумуляторы скорее любят находиться в заряженном состоянии, чем в разряженном.

Несколько слов о температурных условиях при разряде (читай во время работы).

Как правило, Li-ion аккумуляторы лучше всего функционируют при комнатной температуре. Работа в более теплых условиях серьезно сокращает срок их службы. Хотя, например, свинцово-кислотный аккумулятор имеет самую высокую емкость при температуре более 30 °C, но длительная эксплуатация в таких условиях сокращает жизнь аккумулятора. Точно так же и Li-ion лучше работают при высокой температуре, которая поначалу противодействует увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора, являющемуся результатом старения. Но повышенная энергоотдача коротка, поскольку повышение температуры, в свою очередь, способствует ускоренному старению, сопровождаемому дальнейшим увеличением внутреннего сопротивления.

Исключение составляют на данный момент только литий-полимерные аккумуляторы с сухим твердым полимерным электролитом. Для них жизненно необходима температура от 60 °C до 100 °C. И такие аккумуляторы заняли свою нишу на рынке резервных источников в местах с жарким климатом. Они помещаются в теплоизолированный корпус со встроенными элементами нагревания, питающимися от внешней сети. Li-ion полимерные аккумуляторы в качестве резервных, как считают, превосходят по емкости и долговечности VRLA аккумуляторы, особенно в полевых условиях, когда управление температурой невозможно. Но их высокая цена остается сдерживающим фактором.

При низких температурах эффективность аккумуляторов всех электрохимических систем резко падает. В то время как для NiMH, SLA и Li-ion аккумуляторов температура -20 °C является пределом, при котором они прекращают функционировать, NiCd продолжают работать до -40 °C. Отмечу только, что речь опять же идет только об аккумуляторах широкого применения.

Важно не забывать, что, хотя аккумулятор и может работать при низких температурах, это совсем не означает, что он может быть также заряжен в этих условиях. Восприимчивость к заряду у большинства аккумуляторов при очень низких температурах чрезвычайно ограничена, и ток заряда в этих случаях должен быть уменьшен до 0.1C.

В заключение хочу отметить, что задать вопросы и обсудить проблемы, связанные с Li-ion, Li-polymer, а также другими типами аккумуляторов, можно на форуме [4] в подфоруме по аксессуарам.

При написании статьи использованы материалы [3], любезно предоставленные г-ном Isidor Buchmann, основателем и главой канадской компании Cadex Electronics Inc. [5].

Более подробная информация на русском языке об аккумуляторах для мобильной техники связи, компьютеров и других портативных приборов, советы по эксплуатации и обслуживанию приведены в [6].

Литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор: сравнение 2 видов


Портативные зарядные устройства стали неотъемлемым элементом современного обихода. Качество аккумуляторов – главное условие их работоспособности, эффективности и безопасности. Производители зарядных устройств используют в конструкции два вида аккумуляторов – литий-ионный и литий-полимерный. Для рядового потребителя, незнакомого с особенностями разных видов, часто становится проблемой выбрать тот или иной тип аккумулятора.

В чем отличие между этими разновидностями, какой из них выбрать будет правильнее – все эти вопросы требуют детальных знаний о каждом типе. В этой статье мы раскроем особенности литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, познакомим с их техническими свойствами, методами зарядки, сроком службы.

Устройство аккумулятора Li-ion

Первые модели серийных аккумуляторов на основе лития стали появляться еще в начале 1990 годов. Однако в качестве активного электролита тогда использовался кобальт и марганец. В современных же литий-ионных батареях важно не столько вещество, сколько конфигурация его размещения в блоке. Такие аккумуляторы состоят из электродов, которые разделяются сепаратором с порами. Масса сепаратора, в свою очередь, как раз и пропитывается электролитом. Что касается электродов, то их представляет катодная основа на алюминиевой фольге и медный анод. Внутри блока катод и анод соединяются между собой клеммами-токосъемникам. Обслуживание заряда выполняет положительный заряд ион лития. Этот материал выгоден тем, что располагает способностью легко проникать в кристаллические решетки других веществ, формируя химические связи. Впрочем, положительных качеств таких батарей все чаще оказывается недостаточно для современных задач, что и обусловило появление элементов Li-pol, которые имеют немало особенностей. В целом же стоит отметить и сходство литий-ионных источников питания с гелиевыми полноформатными АКБ для автомобилей. В обоих случаях батареи разрабатываются с расчетом на физическую практичность в использовании. Отчасти это направление развития продолжили и полимерные элементы.

Преимущества никель-кадмиевых акб

Многие осуждают кадмиевые накопительные батарейки в основном из-за того, что они более старые. Однако, невзирая на многочисленное осуждение, эти блоки имеют высокие показатели.

Например, они более емкие, при работе нагреваются не так сильно, как те же никель металлгидридные аккумуляторные элементы. Однозначный плюс в сторону использования их для шуруповерта.

Это благодаря теплопоглощательных реакций, которые происходят внутри аккумулятора. Теплопоглощающая реакция — поглощение выделяемого тепла внутри какого-нибудь элемента. Такие реакция не выпускают нагрев за пределы рабочей смеси. Теплопоглощающих реакций в Ni-Mh нет. Потому они так разогреваются.

Их сокращенное название — Ni-Cd. Это одни из первых щелочных батареек, производство которых началось еще под конец 19 столетия. В 19 эпохе производство аккумуляторных блоков было более дорогим, оно подразумевало приложения многочисленных усилий. Следовательно, оно не было столь интенсивным. Ускорилось производство в середине 20 века.

Если выбирать аккумуляторный элемент для электрошуруповерта, опираясь на их практичность и продуктивность, то Ni-Cd гораздо лучше Ni-Mh. На текущий момент они являются наиболее распространенным типом АКБ не только для электрошуруповертов либо дрелей, также других предметов бытовой техники.

Преимущества Ни-Кд АКБ:

  1. Более низкий шанс перегрева элементов блока.
  2. Они не перегорят и не испортятся в короткий срок, в противоположность Ни-Мг.
  3. Оснащены прочным и надежным корпусом из металла, который предоставляет хорошую герметичность конструкции.
  4. Устойчивы к различным нежелательным химическим реакциям.
  5. Устойчивы к отрицательным температурам. Функционируют даже при -35°С.
  6. При верной эксплуатации АКБ работают около 7-11 лет.
  7. Адекватная стоимость. Li Ion накопительные батареи стоят намного больше.

Чтобы никель-кадмиевые накопительные блоки не сломались раньше положенного срока и прослужили 7-11 лет, необходимо придерживаться некоторых правил при их эксплуатации этого типа АКБ.

Прежде всего запомните, что батареям из никеля не страшен полный разряд элементов. Следовательно, при работе разряжайте накопительный блок до самого конца. После разрядки можно поставить аккумуляторную батарею на зарядку, ведь она не потеряет свою ёмкость. Это из-за того, что при зарядке Ни-Кд блоки быстро восполняют утраченную ёмкость.

Хранить их рекомендуется в разряженном состоянии, потому что обратимая потеря ёмкости, либо так называемый “эффект памяти” будет менее выражен. При хранении подзаряжать АКБ не надо. Обратимая потеря ёмкости не является сильной угрозой для батареи. Чтобы снизить ущерб от “эффекта памяти”, рекомендуется два либо три раза полностью зарядить и разрядить АКБ. Эти манипуляции помогут снизить обратимую потерю ёмкости.



Устройство литий-полимерного аккумулятора

Толчком для совершенствования литиевых аккумуляторов стала необходимость борьбы с двумя недостатками существующих батарей Li-ion. Во-первых, они небезопасны в эксплуатации, а во-вторых, довольно дорого обходятся по цене. Избавляться от данных минусов технологи решили путем смены электролита. В итоге на смену пропитанному пористому сепаратору пришел полимерный электролит. Надо отметить, что полимер и раньше использовался в электротехнических нуждах в качестве пластиковой пленки, проводящей ток. В современной же батарее толщина элемента Li-pol достигает 1 мм, что также снимает с разработчиков ограничения по использованию различных форм и размеров. Но главное заключается в отсутствии жидкого электролита, благодаря чему исключается риск воспламенения. Теперь стоит подробнее рассмотреть отличия от литий-ионных элементов.

Особенности технологии

Элементы питания, изготовленные по технологии, использующей литиевые электроды и включения этого металла в состав электролита, имеют прекрасные технические параметры, высокую емкость, большой рабочий ток, долговечность и компактность.

Одними из наиболее распространенных видов таких АКБ являются литий-ионные (Li Ion) и литий-полимерные (Li Polymer) изделия. Они имеют много схожих конструктивных особенностей, но и некоторые различия, влияющие на их эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим подробнее, какие особенности и отличия имеют аккумуляторы, изготовленные по этим технологиям.

В чем главное отличие от ионной батареи?

Принципиальное отличие заключается в отказе от гелиевых и жидкостных электролитов. Для более полного понимания этой разницы стоит обратиться к современным моделям автомобильных аккумуляторов. Потребность в замене жидкого электролита была обусловлена, опять же, интересами безопасности. Но если в случае с автомобильными АКБ прогресс остановился на тех же пористых электролитах с пропиткой, то литиевые модели получили полноценную твердую основу. Чем же так хорош твердотельный литий-полимерный аккумулятор? Отличие от ионного заключается в том, что активное вещество в виде пластины в зоне контакта с литием препятствует формированию дендритов при циклировании. Как раз этот фактор исключает вероятность взрывов и возгораний таких батарей. Это лишь то, что касается достоинств, но также есть и слабые места у новых элементов питания.

Особенности использования литиевых АКБ

Литиевые батареи уже давно вытеснили своих никель-металлогибридных собратьев, так как они менее требовательны в уходе, но важно соблюдать ряд простых правил, чтобы АКБ функционировал без нареканий. К ним относят:

  • Использование оригинальных ЗУ;
  • Избегание полного разряда батареи;
  • Всегда иметь резервный элемент питания;
  • Исключить чрезмерный заряд и перенапряжение в клеммах;
  • Избегать высоких токовых нагрузок.

Срок службы литий-полимерного аккумулятора

В среднем такие аккумуляторы выдерживают порядка 800-900 циклов зарядки. Данный показатель является скромным на фоне современных аналогов, но даже не этот фактор можно рассматривать как определяющий ресурс элемента. Дело в том, что такие аккумуляторы подвержены интенсивному старению независимо от характера эксплуатации. То есть даже если батарея вовсе не используется, ее ресурс будет сокращаться. Причем не имеет значения, это литий-ионный аккумулятор или литий-полимерный элемент. Все источники питания, базирующиеся на литиевой основе, характеризуются данным процессом. Существенную утрату в объеме можно заметить уже через год после приобретения. Спустя 2-3 года некоторые батареи и вовсе выходят из строя. Но многое зависит от производителя, поскольку внутри сегмента тоже есть различия в качестве исполнения аккумулятора. Аналогичные проблемы свойственны и элементам NiMH, которые подвергаются старению при резких температурных колебаниях.

Основные характеристики

При одинаковом весе гибридные батареи могут запасти энергии в три-четыре раза больше, чем никель-металлогидридные, и в четыре пять раз больше, чем никель-кадмиевые.

До того, как потеряют 20 % ёмкости, они могут вынести 500–600 циклов зарядки. Кроме этого, они подвержены эффекту старения и, даже если не будут работать, через два года потеряют пятую часть первоначальной ёмкости.

У обычных батарей ток разряда не должен превышать 3С°. Существуют также быстроразрядные накопители, у которых ток разряда может доходить до величины 8–10С°.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Важно! Здесь число С является числовым выражением ёмкости. Например, для батареи ёмкостью 1000 мАч, ток заряда 1С равен 1000 мА. Гаджет считается заряженным, когда зарядный ток становится меньше 0,1–0,2С.

Рассматриваемые изделия могут иметь напряжение на своих выводах от 3,6 до 3,8 вольт.

Недостатки

Кроме проблем с быстрым устареванием, такие аккумуляторы нуждаются в дополнительной системе защиты. Связано это с тем, что внутреннее напряжение на разных участках может привести к перегоранию. Поэтому используется особая схема стабилизации, предотвращающая перегревы и перезаряды. Эта же система влечет и другие недостатки. Главным из них является ограничение тока. Но, с другой стороны, дополнительные защитные схемы делают безопаснее литий-полимерный аккумулятор. Отличие от ионного в плане стоимости тоже имеет место. Полимерные батареи стоят дешевле, но ненамного. Их ценник также повышается из-за внедрения электронных защитных схем.

Преимущества никель-металлгидридных батареек

Если не учитывать их склонность к сильному нагреву, Ни-Мг АКБ имеют следующие достоинства:

  • Наносит меньший ущерб для природы.
  • Меньший эффект памяти, чем у других.

Однако они не в состоянии конкурировать с Ни-Кд и Ни-Ли батарейками. Следовательно, не рекомендуется их использовать из-за низкой эффективности. Кроме того, их уже почти не используют в конструкциях шуруповертов.

Эксплуатационные особенности гелеобразных модификаций

С целью повышения электропроводности в полимерные элементы технологи все же добавляют гелеобразный электролит. О полном переходе на такие вещества речи не идет, поскольку это противоречит концепции данной технологии. Но в портативной технике часто используют именно гибридные элементы питания. Их особенность заключается в чувствительности к температуре. Производители рекомендуют использовать такие модели батарей в условиях от 60 °C до 100 °C. Это требование определило и особую нишу применения. Использовать гелеобразные модели можно только в местах с жарким климатом, не говоря о необходимости погружения в теплоизолированный корпус. Тем не менее вопрос о том, какой аккумулятор выбрать – Li-pol или Li-ion, — не так остро стоит на предприятиях. Там, где особое влияние имеет температура, часто применяются комбинированные решения. Полимерные элементы в таких случаях обычно используют в качестве резервных.

↑Дополнительная защита

Если рассматривать вопрос о том, в чем разница Li-ion от Li-Pol аккумуляторов, стоит обратить внимание на встроенные защитные системы. Модели, работающие на полимерно-литиевой основе, требуют использования дополнительных функций внутренней защиты. Для них характерны случаи перегорания из-за перегрева элементов. К таким последствиям приводит внутреннее напряжение различных рабочих участков.

Для того, чтобы обезопасить устройство от несанкционированных перезарядов, от перегрева деталей и перегорания, в конструкции использована специальная стабилизирующая система и механизм ограничения тока. Это повышает безопасность литий-полимерных моделей, но ощутимо повышает стоимость аккумулятора за счет использования защитных элементов.

Частично в конструкции задействованы электролитические компоненты в гелевой формации. Комбинированные элементы питания используются во многих портативных приборах. Они крайне чувствительны к температурным перепадам и требуют строгого соблюдения правил эксплуатации. Аккумулятор на полимерной базе можно использовать в устройствах с нагревом в диапазоне 60-100 градусов.

Производители заключают внутреннюю часть в корпус с теплоизолирующими свойствами – использовать такие аккумуляторы удобно в жарком климате. В условиях, где температурный режим не соответствует требованиям эксплуатации, элементы с полимерной составляющей применяются как резервные.

Оптимальный метод зарядки

Обычное время восполнения заряда у литиевых аккумуляторов составляет в среднем 3 ч. Причем в процессе зарядки блок остается холодным. Наполнение происходит в два этапа. На первом напряжение достигает пиковых величин, и такой режим поддерживается до набора 70%. Остальные 30% набираются уже в условиях нормального напряжения. Интересен и другой вопрос – как заряжать литий-полимерный аккумулятор, если нужно в постоянном режиме поддерживать его полный объем? В таком случае следует соблюдать график подзарядок. Эту процедуру рекомендуется производить примерно каждые 500 ч эксплуатации с полной разрядкой.

Особенности эксплуатации и зарядки

Гибридные аккумуляторы достаточно «нежные», и, чтобы они подольше прослужили, нужно выполнять некоторые несложные правила.

Чтобы минимизировать потерю ёмкости, которая происходит при хранении, нужно, чтобы температура в помещении была не выше 20 °С. Также производители рекомендуют хранить свои изделия заряженными на 40 % от их номинальной ёмкости.

Зарядка гибридных аккумуляторов длится примерно 2–3 часа и состоит из двух этапов. На начальном этапе батарея заряжается до 70 % от номинальной ёмкости. Ток заряда на этом этапе равен 1С. На втором этапе он начинает уменьшаться, пока не достигнет 3 % от начального. После этого батарея считается заряженной.

Меры предосторожности

В процессе эксплуатации следует применять только соответствующий по характеристикам зарядный прибор, подключая его к сети со стабильным напряжением. Также необходимо проверять состояние разъемов, чтобы не произошло размыкания аккумулятора. Важно учитывать, что, несмотря на высокую степень безопасности, это все же чувствительный к перегрузкам тип аккумулятора. Литий-полимерный элемент не терпит превышения показателей тока, чрезмерного охлаждения внешней среды и механических ударов. Впрочем, по всем этим показателя полимерные блоки все же более надежны, чем литий-ионные. И все-таки главный аспект безопасности заключается в безвредности твердотельных источников питания – разумеется, при условии поддержания их герметичности.

Сборка батареи

Для получения батарей с высокой токоотдачей или большой емкости используют параллельное соединение аккумуляторов. Если вы покупаете готовую батарею, то по маркировке можно узнать, сколько в ней банок и как они соединены. Буква P (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, а S (serial) –последовательно. Например, «Kokam 1500 3S2P» обозначает батарею, соединенную последовательно из 3-х пар аккумуляторов, и каждая пара образована 2-мя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500мач., то есть емкость батареи будет 3000мАч (при соединении параллельно емкость возрастает), а напряжение – 3,7*3 = 11,1В..

Если вы покупаете аккумуляторы отдельно, то перед соединением их в батарею нужно уравнять их потенциалы. Особенно это касается варианта параллельного включения, так как при этом одна банка начнет заряжать другую, и зарядный ток может превысить значение 1С. Желательно все купленные банки перед соединением разрядить до 3-х вольт током 0. 1С – 0.2С. Напряжение надо контролировать цифровым вольтметром с точностью не ниже 0.5%. Это обеспечит надежное функционирование батареи в будущем.

Выравнивание потенциалов (балансировку) также желательно проводить даже уже на собранных фирменных батареях перед их первым зарядом, так как многие фирмы, собирающие элементы в батарею, не балансируют их перед сборкой.

Из-за падения емкости в результате эксплуатации ни в коем случае нельзя добавлять новые банки последовательно старым — батарея будет при этом разбалансирована.

Конечно, также нельзя соединять в батарею аккумуляторы разных, даже близких емкостей – например 1800 и 2000 мАч, а также использовать в одной батарее аккумуляторы разных производителей, так как различное внутреннее сопротивление приведет к разбалансировке батареи. При пайке следует соблюдать аккуратность, нельзя допускать перегрева выводов, — это может нарушить герметизацию и навсегда убить еще не успевший полетать аккумулятор. Некоторые типы аккумуляторов Kokam поставляются с уже припаянными кусочками печатной платы к выводам, для удобства распайки проводов. При этом добавляется лишний вес — около 1г на элемент, зато греть места для припайки проводов можно гораздо дольше — стеклотекстолит плохо проводит тепло. Провода с разъемами следует закрепить на корпусе батарее, хотя бы скотчем, чтобы случайно не оторвать вывод под корень.

Какой аккумулятор лучше – Li-pol или Li-ion?

Данный вопрос в большей степени определяется условиями эксплуатации и целевым объектом энергоснабжения. Основные преимущества полимерных устройств скорее ощутимы для самих производителей, которые могут свободнее использовать новые технологии. Для пользователя разница будет малозаметна. Например, в вопросе о том, как заряжать литий-полимерный аккумулятор, владельцу придется больше внимания уделять качеству источника энергоснабжения. По времени же заряда это идентичные элементы. Что касается долговечности, то в этом параметре тоже ситуация неоднозначная. Эффект старения в большей степени характеризует полимерные элементы, но практика показывает разные примеры. К примеру, есть отзывы о литий-ионных элементах, которые становятся непригодными уже через год пользования. А полимерные в некоторых аппаратах эксплуатируются по 6-7 лет.

Подводим итоги

Литий-ионные источники тока широко распространены в различных сферах. Они используются для оснащения цифровой электроники, персонального электрического транспорта, роботов, аккумуляторных инструментов, инвалидных колясок и множества других устройств. Они имеют стандартизированные типоразмеры, легко подбираются под необходимые параметры и хорошо знакомы потребителям. Мощные АКБ успешно применяются для устройств, нуждающихся в высоком краткосрочном потреблении тока.

Литий-полимерные накопители энергии позволяют получить нужную емкость при меньших размерах и массе источника тока, поэтому востребованы в портативных устройствах, квадрокоптерах, игрушках, ружьях для страйкбола. Основные отличия аккумуляторов типа Li-polymer заключаются в более высокой цене, большой вариативности форм и меньшем количестве внутренних нагрузок.

На практике аккумуляторы обоих типов имеют схожие характеристики, поэтому предпочтения по выбору зависят преимущественно от сферы использования. Кроме типа АКБ и вещества катода, на характеристики источника тока влияет качество применяемого сырья и технология производства.

Предлагаем вашему вниманию познавательный материал о том, как восстановить Li-ion аккумулятор 18650 после глубокого разряда.

Какой аккумулятор лучше - литий-полимерный или литий-ионный?

Многие знают, что в подавляющем большинстве современной техники используют литий-ионные аккумуляторы, которые обозначают как Li-Ion. Однако так же появилось и такое обозначение, как Li-Po или Li-Pol. Как нам уже понятно, за этим обозначением скрывается такое название, как литий-полимерный аккумулятор. И, видя разное обозначение, многие люди задумываются, а какой же из этих типов аккумуляторов лучше. Давайте разберем этот вопрос.

Сразу хочется отметить, что противопоставлять эти типы аккумуляторов не стоит, так как литий-полимерный вариант является разновидностью литий-ионного аккумулятора. Всё дело в том, что под названием литий-ионный аккумулятор имеется в виду, что возникновение электрического тока в нем происходит, благодаря движению ионов лития. Так вот, такое движение ионов лития имеется и в одном, и в другом типе аккумулятора.

Разница будет в том, какой тип электролита используется. В «классическом» варианте литий-ионной батареи применяют жидкий или гелеобразный электролит, которым пропитан так называемый сепаратор — пористое вещество, расположенное между анодом и катодом. Однако при использовании жидкого электролита невозможно задать аккумулятору какую угодно форму, в частности плоскую, как у батарей сотовых телефонов. Их можно разместить только в цилиндрическом корпусе, а значит с ними не получится создать устройства с тонким корпусом.

И тогда решили вместо жидкого использовать сухой твердый электролит из полимерного материала. Он выполнен в виде тонкой пленки, которая как и жидкий вариант не проводит электрический ток, но пропускает ионы лития, и его можно свернуть в любую форму, так как такой полимерный электролит достаточно гибкий в отличие от пористого сепаратора. Ну и, благодаря малой толщине полимерного электролита, корпус всей батареи тоже получается тонким.

Однако испытания таких батарей показали, что они могут быть столь же эффективны в использовании, как и «классические» батареи с жидким электролитом, лишь при условии, что температура окружающей среды будет около 60°C. В противном случае в них имеется слишком большое сопротивление, из-за которого электропроводность слишком мала. Поэтому стало понятно, что такую батарею использовать в широком спектре приборов не получится.

Но всё же от идеи придания аккумулятору плоской формы отказываться не хотелось, поэтому было принято решение, что к твердому сухому полимерному электролиту для увеличения электропроводности будет добавляться некоторое количество гелеобразного электролита. И в таком виде литий-полимерные батареи и пошли в массовый выпуск. Поэтому когда вы видите надпись Li-Pol, вы должны понимать, что это гибридный вариант аккумулятора, который правильнее называть литий-ионно-полимерный, однако в рекламных целях в названии оставили только слово «полимерный».

Все современные телефоны, планшеты и ноутбуки оснащаются Li-Pol аккумуляторами. Но при этом многие производители продолжают помечать их как Li-Ion, что, как мы выяснили выше, тоже верно.

А вот, например, для электроинструмента, работающего на аккумуляторах, используют «классические» литий-ионный батареи с жидким электролитом, поскольку в данном случае нет необходимости придания тонкой формы аккумулятору.

Таким образом, из описанного выше, думаю стало понятно, что если сравнивать по энергоэффективности, то «классические» литий-ионные батареи будут несколько лучше, чем литий-полимерные. Однако использование в последних определенного количества жидкого электролита делает такое различие почти незаметным. Ну а что касается удобства использования, то литий-полимерные батареи при одинаковой емкости получаются менее габаритными.

Кроме того сухой электролит более безопасен в плане воспламенения, однако из-за того, что в литий-полимерных батареях все равно используют некоторое количество жидкого электролита, опасность воспламенения все равно присутствует, хоть и в меньшей степени, чем у «классических» литий-ионных батарей. Чтобы максимально обезопасить себя, используйте аккумуляторы от известных мировых производителей, где используются самые серьезные уровни защиты, и старайтесь избегать дешевые китайские образцы, где должной безопасности не уделено достаточного внимания.

Что же, думаю на этом можно и закончить. Надеюсь в статье все понятно разъяснено и у вас не осталось больше вопросов по поводу того, какой тип аккумулятора лучше.

Читайте также:

Лучшее понимание аккумуляторов - литий-ионные и литий-полимерные |

Когда мы покупаем вещицы, мы стараемся убедиться, что у них есть хорошая и долговечная батарея. Хотя мы смотрим только на емкость аккумулятора. Формула кажется простой - чем больше емкость, тем дольше срок службы батареи, не так ли? Но пытались ли вы когда-нибудь узнать, что означают такие термины, как Li-ion и Li-Po? Эти сокращения обозначают типы аккумуляторов, которые собирает ваше устройство, и они играют жизненно важную роль в поддержании заряда вашего устройства.Давайте подробнее рассмотрим эти типы батарей и то, как они влияют на наши телефоны и ноутбуки в нашей повседневной жизни.

Что такое литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы используются в большинстве наших современных смартфонов. Эти батареи состоят из трех разных частей: анода (отрицательная клемма) из металлического лития, катода (положительная клемма) из графита и разделительного слоя электролита между ними для предотвращения короткого замыкания.Всякий раз, когда мы заряжаем наши батареи, в результате химической реакции ионы от отрицательного вывода движутся к положительному выводу, где накапливается энергия. Когда батарея разряжается, ионы снова возвращаются к аноду.

Вы когда-нибудь задумывались, как наши телефоны перестают заряжаться? Что ж, эти батареи также оснащены небольшим электронным контроллером для этого. Некоторые бренды разработали несколько слоев этих батарей, чтобы получить еще большую емкость.

Что такое Li-Po батареи?

Литий-полимерный (Li-Po) - довольно старая технология, которую вы можете найти в своих старых телефонах или ноутбуках.Эти батареи имеют аналогичную структуру, что и литий-ионные батареи, но сделаны из гелеподобного (кремний-графенового) материала, который довольно легкий. Благодаря своим легким и универсальным характеристикам эти батареи используются в ноутбуках и большинстве мощных аккумуляторных батарей.

Кто из них лучше?

Оба типа батарей имеют свои достоинства и недостатки. Начнем с того, что литий-ионные батареи имеют очень высокую плотность мощности, что означает, что они могут просто объединить больше элементов питания, чем литий-полимерные батареи. Производители смартфонов используют этот атрибут для увеличения мощности при сохранении элегантного дизайна.

У этих батарей также отсутствует эффект памяти. Что это значит? Эффект памяти - это явление, при котором батареи теряют оптимальную способность к перезарядке. Поскольку в литий-ионных батареях отсутствует эффект памяти, вы можете заряжать батареи даже после частичной разрядки.

Однако у литий-ионных аккумуляторов есть недостатки. Один из самых больших - это эффект старения. По прошествии определенного периода времени ионы, присутствующие в батареях, теряют способность производить максимальную энергию.Итак, если вы жаловались на быструю разрядку телефона, теперь вы знаете причину этого.

Литий-полимерные батареи

более жесткие и легкие. Эти батареи также имеют меньшую вероятность протечки из-за их гелеобразных свойств. Однако эти батареи не могут избежать эффекта памяти. Гелеобразный материал со временем становится тверже, что сокращает срок службы. Эти батареи также не могут иметь высокую удельную мощность в компактных размерах, что, как правило, является причиной их большого размера. Наиболее доступным примером этого являются традиционные аккумуляторы для ноутбуков, которые обычно требуют замены через определенный период времени.

Как выбрать?

Теперь, когда вы знаете достоинства и недостатки обеих технологий, все полностью зависит от того, какую из них вы выберете. Большинство современных смартфонов оснащены литий-ионными аккумуляторами, поэтому у вас вряд ли останется выбор. Но двери для пауэрбанков и ноутбуков все еще открыты.Если вы много путешествуете, работаете в суровых условиях, то аккумуляторы или ноутбуки с литий-полимерными батареями могут быть для вас лучшим выбором из-за их легкости и прочности. Напротив, если вы предпочитаете, чтобы ваши устройства были изящными и с большей мощностью в дороге, то устройства с литий-ионными аккумуляторами могут идеально вам подойти.

Поскольку оба типа батарей частично удовлетворяют наши потребности, у всех нас может возникнуть один вопрос: нет ли идеального решения? На данный момент нет, но технологические гиганты, такие как Tesla, работают над новым типом батарей под названием SSB (твердотельные батареи), которые могут питать их электромобили. Эти батареи якобы компактны и не разлагаются. Сообщается, что такие бренды смартфонов, как Apple и Samsung, также работают над SSB, который может питать их будущие устройства. Этим батареям может потребоваться некоторое время, чтобы наконец внедриться в наши устройства.

Хотите узнать больше о том, как покупать продукты, или хотите быть в курсе последних технологических тенденций, новостей и обзоров? Обязательно следите за нами на www.reliancedigital.in.

Литий-ионныйЛитий-ионный аккумуляторЛитий-ионный аккумулятор ИндияЛитий-ионный или литий-полимерный

Литий-ионный против литий-полимерного аккумулятора

Литий-полимерный аккумулятор относится к литий-ионному аккумулятору, в котором твердое или гелевое состояние представляет собой электролит.Как правило, в качестве упаковочного материала используется композитная пленка из алюминия и пластика. В настоящее время в мире существует только два настоящих бренда литий-полимерных аккумуляторов: один - это японская SONY, а два других - китайские ATL и Grepow. Литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор, что лучше?

Литий-ионный против литий-полимерного:

Какой из них безопаснее?

Литиевая батарея обычно относится к батарее с алюминиевым корпусом, электролит находится в жидком состоянии, а внешний упаковочный материал представляет собой алюминиевую оболочку, а литиево-полимерная батарея безопаснее литиевой батареи.Литий-полимерный аккумулятор - это усовершенствованный продукт литий-ионных аккумуляторов. Он безопаснее (без взрыва), чем нынешний популярный литий-ионный аккумулятор. жидкий кожух будет более восприимчив к взрывам по сравнению с кожухом из алюминия.

Однако из-за времени, необходимого для замены всей производственной цепочки, его стоимость все еще относительно высока, и он используется только в высококачественных цифровых продуктах (ультратонкие ноутбуки, БПЛА и т. Д.).

В литий-полимерной батарее нет проблем с утечкой, а внутри батареи нет жидкого электролита, и используется твердое коллоидное вещество.

Какая разница в форме?

Полимерная литиевая батарея - это новый тип батареи, она имеет большую миниатюризацию, ультратонкость, легкость, а также высокую безопасность и низкую стоимость и другие очевидные преимущества. По форме литий-полимерный аккумулятор имеет ультратонкую характеристику, может взаимодействовать с любым типом продукта, имеет любую форму и емкость аккумулятора.Литий-полимерные батареи Grepow могут иметь толщину 0,45 мм и изгиб 170 градусов.

, если емкость 3,6 В 400 мАч, Grepow может сделать для вас тонкую батарею. Литий-полимерные батареи могут быть разных форм. Если вы хотите купить литий-полимерную батарею у производителя, вы можете легко запросить размер и особую форму батареи, подходящие для вашей ситуации.

Батареи могут иметь деформацию изгиба, полимерный аккумулятор изгиб максимум около 90 °.

Какая разница в напряжении? Литий-полимерный аккумулятор

можно превратить в один высоковольтный элемент: аккумулятор с жидким электролитом может состоять только из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов, чтобы получить высокое напряжение. и сама полимерная батарея, поскольку в ней нет жидкости, может быть выполнена в виде единой многослойной комбинации для достижения высокого напряжения.

Какая разница в нетрудоспособности?

Литий-полимерный аккумулятор имеет высокую плотность энергии и может удерживать в два раза больше энергии, чем литий-ионный аккумулятор того же размера.

Ожидается, что в ближайшие 5-10 лет полимерные литиевые батареи заменят существующие литий-ионные батареи! Фактически, степень распространения литий-полимерных батарей в таких странах, как Япония и Южная Корея, которые относительно развиты в электронной промышленности, достигла определенного уровня, но Китай все еще относительно отстал в этом отношении. Технология производства литий-полимерных батарей Grepow достигла зрелости, рынок растет, и популярность литий-полимерных батарей в Китае не за горами!

Литий-ионный аккумулятор

против литий-полимерного аккумулятора: последняя подробная разница

Литий-ионный или литий-полимерный

Знаете ли вы, в чем разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором?

Согласно материалам электролита, литий-ионный аккумулятор делится на жидкий литий-ионный аккумулятор и полимерный литиевый аккумулятор или пластиковый литиевый аккумулятор.

В этом блоге мы собираемся рассказать о различиях между литий-ионными и литий-полимерными батареями. мы надеемся предоставить вам необходимую информацию, чтобы сделать лучший выбор!

Литий-ионный аккумулятор

Наиболее существенное различие между литий-ионными батареями и литий-полимерными - это химический электролит между их положительным и отрицательным электродами. И литий-ионные, и литий-полимерные батареи имеют свои плюсы и минусы. Обычно преимущества литий-ионных аккумуляторов заключаются в их высокой удельной мощности и более низкой стоимости, чем у литий-полимерных аккумуляторов.Литий-ионные аккумуляторы невероятно эффективны. Литий-ионный в более гибком корпусе.

Литий-ионные аккумуляторы нестабильны по своей природе, подвержены старению и потенциально опасны. Поскольку литий-ионные аккумуляторы стали более популярными в

Литий-полимерный аккумулятор:

С другой стороны, Li-Po батареи, как правило, прочные и гибкие. Особенно, если говорить о размере и форме их телосложения.

Они также легкие, имеют чрезвычайно низкий профиль и меньше подвержены утечке электролита.Но литий-полимерные батареи не идеальны, так как они значительно дороже в производстве и не имеют такой же плотности энергии и срока службы, как литий-ионные.

Литий-ионный аккумулятор

и литий-полимерный аккумулятор

В приведенной ниже таблице мы рассмотрели все параметры литий-ионной и литий-полимерной батареи.

Параметры

Литий-ионный аккумулятор

Литий-полимерный аккумулятор

Полезный диапазон напряжения

от 3В до 4.2В

От 3 В до 4,2 В

Плотность энергии

Высокая плотность энергии

Меньшее и уменьшенное количество циклов по сравнению с литий-ионным

Гибкость

Низкая

Высокая

Масса

Относительно тяжелее

Легкий вес

Безопасность / Взрывоопасность

Более летучий по сравнению с Li-Po

Больше безопасности. Меньше шансов на взрыв

Продолжительность зарядки

Относительно дольше заряжается

Укороченный заряд

Стоимость

Дешевле

Немного дороже

Вместимость

Относительно ниже

Li-Po аккумулятора одинакового объема, емкость примерно в 2 раза больше, чем у литий-ионного аккумулятора

Срок службы

Длинный

Длинный

Старение

С течением времени теряется фактическая емкость зарядки

Сохраняет заряд лучше, чем Li-ion

Диапазон температур

от -20 до 60 ° C

от -20 до 70 ° C

Импеданс

<100 мОм

<50 мОм

Температура заряда

от 0 до 40 ° C

от 0 до 40 ° C

Температура хранения

от -20 до 35 ° C

от -20 до 35 ° C

Приложения

Используется в резервных источниках питания / ИБП, мобильных устройствах, ноутбуках и других обычно используемых бытовых электронных товарах. Также используется в системах электрической мобильности и накопления энергии

В основном используется радиоуправляемое оборудование и самолеты, мобильные устройства, ноутбуки и другие широко используемые электронные продукты. Также используется в электромобилях.

Надеюсь, эта статья поможет вам понять разницу между литий-ионными и литий-полимерными батареями.

Мы в Robu.in надеемся, что вам было интересно, и что вы вернетесь, чтобы прочитать больше наших образовательных блогов.

ДОЛЖЕН ПРОЧИТАТЬ БЛОГИ на АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕ

Cashify объясняет: чем отличаются литий-ионные и литий-полимерные батареи?

Когда вы ходите по магазинам в поисках долгожданных гаджетов, вы должны всегда проверять емкость аккумулятора и погоду, есть ли у него отличное время автономной работы или нет. Мы всегда считали, что чем больше емкость аккумулятора, тем дольше срок его службы. Но это не всегда так, и это зависит еще от множества факторов.

Также читайте: Советы по использованию аккумулятора: как продлить срок службы аккумулятора смартфона

В настоящее время на рынке существуют два основных типа аккумуляторов. Первый - это литий-ионные аккумуляторы, которые традиционно используются во всех наших смартфонах и портативных гаджетах. Другой, литий-полимерные батареи, используются в большинстве современных гаджетов и в большинстве новых флагманских устройств.

Также читайте: Лучшие камеры смартфонов

Однако есть некоторые отличия, в основном касающиеся безопасности и долговечности батарей.Ниже приведены подробные указания, которые отличают литий-ионные и литий-полимерные батареи:

Что такое литий-ионный аккумулятор? Литий-ионные аккумуляторы

использовались в течение очень долгого времени и были и остаются выбором аккумулятора для всех гаджетов. Это связано с тем, что эти батареи долговечны, имеют большую плотность энергии и сравнительно дешевы в производстве.

Литий-ионные или литий-ионные батареи

- это аккумуляторные батареи, которые очень портативны.Это причина, по которой они в основном используются для электронных транспортных средств, таких как аэрокосмические приложения.

В этих батареях положительно заряженные ионы лития переносятся электролитом от анода к катоду и наоборот. Литий-ионные аккумуляторы отличаются высокой прочностью и долговечностью, таких аккумуляторов хватает примерно на 2-3 года или 300-500 циклов зарядки.

Также читайте: Как сэкономить заряд батареи на iOS 14 с помощью автоматических ярлыков

Достоинства литий-ионного аккумулятора :

Теперь, когда мы знаем значение литий-ионных аккумуляторов, давайте обсудим их достоинства с помощью следующих пунктов -

1.Рентабельность

Поскольку литий-ионные батареи использовались в течение очень долгого времени, стоимость производства батареи значительно снизилась, и гораздо дешевле реализовать литий-ионную батарею для портативного устройства, поскольку они легко доступны и стоят намного дешевле.

2.
Высокая плотность

По сравнению с батареями других типов литий-ионные батареи могут хранить в 3-4 раза больше заряда по сравнению с батареями аналогичного размера. Это делает его не только совместимым, но и эффективным и надежным для использования в портативных гаджетах.

3.
Срок службы батареи Литий-ионные батареи

служат дольше, чем батареи большинства других типов. Их хватит на два-три года, а может, и больше, или около 300-500 циклов зарядки.

4.
Техническое обслуживание Литий-ионные батареи

просты в обслуживании и уходе, поскольку они не требуют множества сложных процессов для обслуживания. Для обслуживания литий-ионных батарей не требуется ни больших усилий, ни больших вложений.

5.
Постоянное напряжение

Еще одним преимуществом литий-ионных аккумуляторов является то, что они способны поддерживать постоянное напряжение. Независимо от того, насколько велика нагрузка или использование, литий-ионный аккумулятор успешно поддерживает постоянное напряжение.

Недостатки литий-ионного аккумулятора :

Недостатки обязательно присутствуют с достоинствами. Итак, мы перечислили несколько недостатков литий-ионных аккумуляторов, а именно:

1.Эффективность со временем снижается

Даже несмотря на то, что срок службы батареи большой, он не остается неизменным на протяжении всего срока службы. Литий-ионные аккумуляторы имеют тенденцию к снижению емкости и производительности с течением времени.

2. Хрупкий

Батареи этого типа не подходят для чрезвычайно тяжелых условий эксплуатации, так как они не обладают надежной технологией. Поскольку внутри этих батарей находится жидкий химический электролит, их можно легко проткнуть с минимальным усилием.

3. Небезопасно при температурах Higer

При высоких температурах, что вероятно в чехлах для смартфонов, поскольку смартфоны имеют тенденцию к перегрузке, аккумулятор становится нестабильным и может загореться. Хотя для регулирования температуры используются электронные контроллеры, все же довольно небезопасно использовать эти батареи в портативных гаджетах.

Что такое литий-полимерный аккумулятор?

Литий-полимерный аккумулятор - это еще один вид перезаряжаемых аккумуляторов, в которых вместо жидкого электролита используется полимерный электролит.Это различие в выборе делает литий-полимерные батареи более эффективными и безопасными в использовании.

Литий-полимерные батареи универсальны по своей природе и поэтому доступны в различных формах и размерах. Большинство литий-полимерных батарей легкие.

Достоинства литий-полимерной батареи: Литий-полимерные батареи

обладают рядом преимуществ. Вот некоторые из основных достоинств этих типов батарей:

1.Чрезвычайно безопасный Литий-полимерные батареи

невероятно безопасны в использовании. Они имеют гибкую упаковку с алюминием, защищающую от любого взрыва или опасной ситуации.

2. Легкий (портативный) Литий-полимерные батареи

очень портативны, так как они очень легкие. Это связано с тем, что при его производстве не используются тяжелые металлы или жидкий электролит.

Также читайте: Почему батарея моего телефона разряжается так быстро?

3.Универсальный по своей природе Литий-полимерные батареи

универсальны по своей природе и доступны в различных формах и размерах. Нет предела в изменении его формы, и производители в полной мере используют это.

4. Низкий уровень саморазряда Литий-полимерные батареи

хороши своими разрядными характеристиками. Они эффективны и функциональны с низким уровнем саморазряда. Это означает, что аккумулятор не сильно разряжается, когда аккумулятор не используется.

Также читайте: 8 главных преимуществ рутирования вашего смартфона Android в 2020 году!

5. Тонкие с большой емкостью Литий-полимерные батареи

тонкие, что делает их очень совместимыми с мобильными телефонами. Они доступны в толщине даже менее 1 мм.

Несмотря на свою тонкость, они обладают большой емкостью. Они на 10-15% сильнее и мощнее, чем многие другие батареи того же размера.

Читайте также: Обзоры смартфонов

Недостатки литий-полимерного аккумулятора
1.По высокой цене Литий-полимерные батареи

также имеют высокую цену по сравнению с другими типами батарей того же размера и технических характеристик. Их цена даже выше, чем у литий-ионных аккумуляторов. Но ожидается, что эти цены снизятся, поскольку эти батареи начнут массово производиться, и тогда цены могут быть значительно снижены.

2. удельная энергия Литий-полимерные батареи

менее эффективны с точки зрения удельной энергии и имеют даже меньшее количество циклов зарядки по сравнению с литий-ионными батареями.

3. Меньшая продолжительность жизни

Цикл разряда этих литий-полимерных батарей намного короче по сравнению с литий-ионными батареями, и, таким образом, эти батареи недолговечны.

Также читайте: вот почему вы должны продавать свои старые гаджеты прямо сейчас!

Основные различия между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами:

1. Стоимость
Литий-ионные аккумуляторы

выигрывают по цене по сравнению с литий-полимерными аккумуляторами.Однако оба типа на самом деле являются дорогостоящими в более широком смысле.

2. Универсальность
Литий-полимерные батареи

обладают большей универсальностью, чем литий-ионные. Это потому, что нет ограничений на производство их различных форм и размеров. Их можно формовать по-разному и использовать для разных целей.

3. Высокая мощность

И литий-ионные, и литий-полимерные батареи подходят для длительного и надежного использования энергии. Однако литий-ионные аккумуляторы более эффективны и популярны, чем литий-полимерные.У них более высокий уровень энергии и мощности, и они больше подходят для интенсивного использования.

4.
Легкий и прочный Литий-полимерные батареи

более предпочтительны с точки зрения прочности и легкости, чем литий-ионные. Из-за прочной конструкции у литий-полимерных батарей меньше всего шансов на утечку.

5. Саморазряд

Срок службы литий-полимерных батарей короче, а батареи накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера.Хотя литий-полимерные батареи безопаснее, а также имеют быструю зарядку и низкий уровень саморазряда, что означает, что батареи не разряжаются, если вы не используете их в течение длительного времени.

6. Портативность и пригодность

И литий-ионные, и литий-полимерные батареи портативны. Однако литий-полимерные батареи более портативны, поскольку имеют компактную и тонкую конструкцию. Что касается пригодности, Li-ion и Li-poly оба подходят и эффективны по-разному. Li-ion подходит для электромобилей, тогда как Li-poly подходит для мобильных телефонов.

Почему литий-полимер более востребован современными технологиями!

Литий-полимерные батареи действительно пользуются повышенным спросом благодаря новейшим и передовым технологиям. Это потому, что они очень гибкие, и им можно придавать различные формы и размеры.

Кроме того, литий-полимерные батареи более безопасны, чем батареи других типов, и обеспечивают стабильную работу с низким уровнем саморазряда. Они хорошо совместимы со смартфонами и поэтому завоевали репутацию в мире современных технологий.

Также читайте: 5 лучших приложений для экономии заряда батареи для смартфонов Android

Заключительная записка

Все дело в литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторах и их различиях. Действительно, оба они полезны для разных целей и видов использования и превосходно работают в различных областях.

Что такое литий-полимерный аккумулятор »Электроника

Термин «литий-полимерный» применяется ко многим ионно-литиевым батареям, поэтому в чем разница и их характеристики лучше - литий-ионный или литиево-полимерный


Литий-ионная батарея Включает:
Литий-ионная технология Типы литий-ионных аккумуляторов Литий-полимерный аккумулятор Литий-ионная зарядка Литий-ионные преимущества и недостатки

Аккумуляторная технология включает: Обзор аккумуляторной технологии Определения и термины батареи NiCad NiMH Литий-ионный Свинцово-кислотные


Термин «литий-полимерный аккумулятор» используется в маркетинге и описаниях продуктов для различных литий-ионных аккумуляторов.

Некоторые аккумуляторы Power Bank описываются как литий-полимерные, и есть различия между более традиционными литий-ионными и более нишевыми литий-полимерными батареями.

Часто необходимо сравнить характеристики литий-ионного и литиевого полимера и сбалансировать преимущества и недостатки каждого типа. Это может быть для новой конструкции оборудования или даже при покупке нового блока питания.

Если есть различия в технологии, то какие у литий-ионных аккумуляторов, а также в чем различия в производительности.

Рекламируется, что многие блоки питания используют литий-полимерную технологию

Что такое литий-полимерная технология

Есть много терминов, которые используются при рассмотрении литий-полимерных и даже литий-ионных батарей. В отраслевой литературе часто упоминаются цилиндрические и призматические элементы, использующие традиционную литий-ионную технологию, и литий-полимерные, литий-полимерные или даже карманные батареи для литий-полимерной технологии.

С точки зрения базовой технологии, литий-полимерный аккумулятор отличается от других форм литий-ионного аккумулятора с точки зрения электролита, который он использует, в данном случае он представляет собой форму полимера.

В современных литий-полимерных электролитах используется гель, что обеспечивает хорошую проводимость при комнатной температуре. Также в большинстве этих батарей используется микропористый сепаратор.

Микропористый сепаратор необходим для литий-полимерной батареи вместо более обычного пористого сепаратора, используемого в стандартных типах.

Литий-полимерный подход может использоваться с большинством технологий литий-ионных аккумуляторов: литий-кобальт, литий-фосфат, литий-полимерный и т.д. литий-ионный аккумулятор уже доступен.

В этом случае используются те же материалы анода и катода, единственная разница заключается в электролите и сепараторе, хотя обычно используется одинаковое количество электролита.

Характеристики заряда и разряда литий-полимерных элементов идентичны характеристикам стандартных типов, поэтому можно использовать обычные механизмы зарядки. Часто для таких элементов, как блоки питания и т. Д., Используются источники питания USB, но внутреннее оборудование для зарядки электроники контролирует процесс - обычно можно использовать ту же схему.

Для литий-полимерных батарей и элементов используются разные подходы к производству. В традиционных литий-ионных батареях в основном используются цилиндрические элементы или коробчатая конфигурация, известная как «призматические» элементы.

Литий-полимерные элементы

используют пакет из фольги, который был описан как похожий на упаковки жевательной резинки. Их можно сделать намного тоньше, чем более традиционные. Это очень привлекательно для многих производителей, которые всегда стремятся иметь более тонкое оборудование; ноутбуки, телефоны и др.

В литий-полимерных батареях используется корпус из фольги и ламинированные листы внутри батареи. Это позволяет сделать батареи намного легче - на самом деле часто экономия веса составляет около 20% и более.

Конструкционные технологии, используемые для литий-полимерных батарей, также позволяют изготавливать их различных форм, и это очень привлекательно для производителей мобильных телефонов и ноутбуков, которым могут потребоваться аккумуляторы необычной формы, чтобы поместиться в их очень плотно упакованное оборудование.

Литий-ионный и литий-полимерный

При выборе литий-ионного аккумулятора может быть опция стандартного литий-ионного аккумулятора или ионно-литиевого аккумулятора. Для большинства домашних или личных приложений это может относиться к блокам питания, в которых тип батареи указан в спецификации, и можно задаться вопросом, какой вариант будет лучше.

Для производителей оборудования, такого как ноутбуки, мобильные телефоны и другое подобное оборудование, есть много моментов, которые следует учитывать при выборе между традиционными литий-ионными и литий-полимерными.

Сравнение литий-ионных и литий-полимерных батарей

Литий-полимерный аккумулятор

  • Может быть выполнен с очень тонким контуром.
  • Может быть изготовлен самых разных форм и очертаний.
  • Малый вес
  • Более высокая плотность энергии для данного веса (Вт · ч / кг)
  • Стоимость изготовления сейчас снижается.
  • Имеются гибкие батареи.
  • Немного выше максимальная температура использования.

Традиционный литий-ионный аккумулятор

  • Более высокая плотность энергии для данного объема (Вт / л)
  • Более широко доступны.
  • Цилиндрическая версия предлагает самую низкую стоимость ватт-часа.

В некоторых отношениях различия могут быть относительно незначительными и не важны для некоторых пользователей, но при сравнении литий-полимерных и литий-ионных батарей различия могут быть важными.

Литий-полимерные батареи

обладают некоторыми преимуществами по сравнению с более традиционными литий-ионными батареями.В большинстве случаев полимерная версия батареи дает небольшое улучшение производительности, но и стоимость немного выше.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. Что лучше?

Вообще говоря, аккумуляторы производятся с использованием двух основных типов аккумуляторных батарей: литий-ионных и литий-полимерных. И из двух наиболее распространенными являются литий-ионные аккумуляторы. Однако в последнее время литий-полимерные аккумуляторы завоевывают все большую популярность на рынке.

Два основных вопроса, которые у клиентов возникают относительно литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов: «Чем они отличаются друг от друга?» и особенно «Какой из них лучше?».Судя по нашему опыту, в этой теме слишком много путаницы. Чтобы прояснить это, мы изучаем и сравниваем основные различия между литий-ионными и литий-полимерными портативными зарядными устройствами.

Информация о литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторах

Давайте начнем с основ, что такое литий-ионный аккумулятор?

Согласно Battery University, бесплатному образовательному веб-сайту, предлагающему практическую информацию об аккумуляторах, литий-ионный аккумулятор, или литий-ионный аккумулятор, был задуман в начале девяностых годов как ответ на проблемы безопасности перезаряжаемых металлических литиевых батарей. Sony впервые выпустила его на рынок в 1991 году, и с тех пор он стал наиболее широко используемым аккумулятором на рынке электроники.

Литий-ионные аккумуляторы состоят из четырех основных компонентов:

  • Катод, являющийся источником ионов лития, определяет емкость и среднее напряжение.
  • Анод, который накапливает и высвобождает ионы лития из катода.
  • Электролит, жидкое химическое соединение, которое позволяет перемещаться ионам.
  • Сепаратор, предотвращающий контакт анода с катодом.

С другой стороны, литий-полимерные батареи, также известные как LiPo, произошли от литий-ионных аккумуляторов и имеют ту же конструкцию. Чтобы сделать аккумулятор проводящим при комнатной температуре, в настоящее время тип электролита при производстве большинства LiPo-элементов представляет собой гель, а микропористый сепаратор заменяет традиционный.

Разница между литий-ионными и литий-полимерными павербанками

Как и ожидалось, изменение электролитов приводит к незначительным различиям между собой.

С одной стороны, литий-ионные элементы обычно имеют низкую стоимость производства, и, хотя у них ограниченная емкость мАч, они, как правило, служат дольше, поскольку не имеют эффекта памяти. Это явление происходит, когда аккумулятор теряет полезную емкость из-за зарядки-разрядки и перезарядки с течением времени.

С другой стороны, LiPo-элементы сделаны тоньше и легче, напоминая кредитную карту, и могут хранить немного более высокую удельную энергию, чем литий-ионные, но они более дорогие в производстве.Кроме того, они действительно страдают от эффекта памяти и имеют более короткую продолжительность жизни.

Так как это применимо к павербанкам?

В следующей таблице приведены наиболее существенные различия между литий-ионными и LiPo банками питания:

Литий-ионные аккумуляторы Литий-полимерные аккумуляторы
Плотность энергии Высокая плотность энергии Немного более высокая плотность энергии
Старение Со временем теряют емкость, даже когда не используются Более короткий срок службы
Опасность взрыва Вероятность взрыва при перезарядке Безопаснее от взрыва
Цена Низкая Дорого
Продолжительность зарядки Более длительная зарядка Сравнительно более короткая зарядка
Размер Немного большой и толстый Компактный
Вес Немного тяжелый Легкий
Коэффициент конверсии 85% - 95% 75% - 90%

Какие из них лучше?

Как видно из таблицы, основные преимущества павербанков с LiPo батареями заключаются в том, что они более компактны и легче. Кроме того, две основные особенности, которые пользователи ищут в блоке питания, - это его компактность и мощность. Таким образом, логически LiPo батареи обладают обоими этими качествами; Фактически, они позволяют производителям извлекать выгоду и играть с различными формами и размерами (помада, кредитная карта), а также с легкостью, что делает их более привлекательными для покупателей.

Однако, несмотря на то, что они менее безопасны, большинство известных брендов по-прежнему используют литий-ионные аккумуляторы из-за двух основных причин: низкой стоимости и долговечности.В долгосрочной перспективе пользователям нужен внешний аккумулятор, который не только выглядит модно, но и выглядит долговечным, а литий-ионные аккумуляторы не становятся сложнее заряжать с течением времени, как в случае аккумуляторов LiPo. Кроме того, производители могут сэкономить на производстве, предлагая при этом хорошее качество и такую ​​же мощность, как и аккумуляторы LiPo.

Что касается недостатков, LiPo-батареи более дорогие, что увеличивает общую стоимость производства таких аккумуляторов, и, согласно Battery University, «они имеют идентичные характеристики заряда и разряда с другими литий-ионными системами, но их упаковка из фольги может быть меньше. прочнее, чем Li-ion в цилиндрическом корпусе ».
И основные недостатки литий-ионных аккумуляторов заключаются в том, что они страдают от старения, даже когда не используются, и несут определенный риск взрыва.

Несправедливо утверждать, что один тип батарей лучше другого, если оба имеют большие преимущества, а также незначительные недостатки. В целом, аккумуляторы LiPo лучше подходят для покупателей, которым нужна портативность, а литий-ионные аккумуляторы лучше подходят для тех, кто ищет долговечность.

Какие блоки питания безопаснее?

Что касается безопасности, на первый взгляд, аккумуляторы LiPo стали безопаснее.Однако все батареи, независимо от их конструкции, могут взорваться, но они не представляют опасности при правильном обращении и использовании. Поэтому, если вы не перезаряжаете литий-ионные аккумуляторы и не подвергаете их суровым условиям, не нужно беспокоиться о возможном возгорании, особенно когда большинство известных брендов оснастили их системами мультизащиты.

Для получения дополнительной информации по этой теме ознакомьтесь с нашей прошлой статьей: «Могут ли блоки питания взорваться?». Там вы можете узнать, как выбрать внешний аккумулятор с минимальным риском взрыва, как избежать пожара и как определить признаки неисправности, которая может привести к взрыву.

Заключение

В целом, нет большой разницы между одним типом пауэрбанка и другим, особенно в отношении их производительности. Просто убедитесь, что тот, который вы выберете, соответствует требованиям ваших устройств и что они оснащены надежной системой множественной защиты.

Хотя неоспоримо, что все больше электронных устройств начнут использовать LiPo батареи из-за их компактных размеров, крупные компании также будут продолжать попытки сократить расходы, используя литий-ионные батареи.По этой причине литий-ионные аккумуляторы никуда не денутся в ближайшее время, но они постоянно меняются, поэтому в ближайшее время, вероятно, появятся аккумуляторы с новым типом батарей.

Lithium Battery Technologies - Системы аккумуляторных батарей Li-Ion и LiFePO4

В

Epec Engineered Technologies работают наши опытные инженеры, проектировщики, специалисты по качеству и производству, чтобы наши клиенты могли быть уверены в технически совершенных решениях по аккумуляторным батареям, отвечающим уникальным требованиям их конкретных приложений.Мы специализируемся на перезаряжаемых и неперезаряжаемых литиевых элементах и ​​аккумуляторных батареях, поскольку работаем с различными химическими составами литиевых элементов, чтобы предложить варианты и решения для требовательных приложений по всему миру.

Наши широкие производственные возможности позволяют нам создавать как самые простые аккумуляторные блоки, так и индивидуальные блоки со специализированными схемами, разъемами и корпусами. От малых до больших объемов мы обладаем возможностями и отраслевым опытом для удовлетворения уникальных потребностей всех производителей оригинального оборудования, поскольку наша опытная команда инженеров может спроектировать, разработать, испытать и изготовить индивидуальные аккумуляторные решения для конкретных потребностей большинства приложений.

Epec предлагает готовые решения, основанные на требованиях и спецификациях клиентов. Мы сотрудничаем с ведущими производителями ячеек, чтобы предоставить оптимальные решения, и мы разрабатываем и интегрируем самую сложную электронику управления и контроля в аккумуляторные блоки.


Литий-ионный, литий-полимерный и литий-железный фосфат

Литий

обеспечивает самую высокую емкость (ампер-часы или «Ач») на единицу веса из всех металлов, что делает его идеальным материалом для литиевого анода.Системы с литиевыми аккумуляторами обладают явными преимуществами по сравнению с другими системами аккумуляторов, особенно в отношении длительного срока службы, надежности и емкости.


Литиевый источник питания дает значительное преимущество, если:

  • Требуется высокое напряжение (например, от 3,0 до 3,9 В на элемент)
  • Схема подзарядки недоступна или слишком дорогая
  • Источник питания должен быть как можно более легким
  • Требуется долгий срок хранения
  • Требуется широкий диапазон температур
  • Надежность имеет решающее значение
  • Требуется чрезвычайно высокая плотность энергии
  • Экологические проблемы, такие как температура, вибрация или удары, особенно серьезны
  • Ваше приложение требует постоянного источника питания в течение длительного периода времени

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторные батареи всегда должны использоваться со схемой защиты, чтобы предотвратить перезарядку или разрядку элемента. Выбор правильной схемы и ее правильное применение жизненно важны для долговечности ваших батарей и вашей собственной безопасности.

* Важное примечание! Мы рекомендуем никогда не использовать литий-ионные / полимерные батареи без защитных элементов. Без защиты небольшая ошибка в использовании может привести к повреждению батареи, и они имеют гораздо более высокий риск взрыва или возгорания.


Литиевые батареи

Литиевые батареи - это одноразовые (первичные) батареи, в которых в качестве анода используется металлический литий или соединения лития.В зависимости от конструкции и используемых химических соединений литиевые элементы могут производить напряжение от 1,5 В до примерно 3,7 В, что в два раза превышает напряжение обычной угольно-цинковой батареи или щелочной батареи.


Основной литиевый аккумулятор для устройства слежения за преобразованием


Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи - это тип перезаряжаемой батареи, в которой ионы лития перемещаются от отрицательного электрода (анода) к положительному электроду (катоду) во время разряда и от катода к аноду во время заряда. Литий-ионные батареи широко используются в портативной бытовой электронике из-за их высокого отношения энергии к весу, отсутствия эффекта памяти и медленного саморазряда, когда они не используются.

Три основных функциональных компонента литий-ионной батареи - это анод, катод и электролит, для которых могут использоваться различные материалы.

В промышленном масштабе наиболее популярным материалом для изготовления анода является графит. Катод обычно представляет собой один из трех материалов: слоистый оксид (такой как оксид лития-кобальта), один на основе полианиона (например, фосфат лития-железа) или шпинель (например, оксид лития-марганца), хотя такие материалы, как TiS2 ( дисульфид титана).

В зависимости от выбора материала для анода, катода и электролита напряжение, емкость, срок службы и безопасность литий-ионной батареи могут резко измениться.


Литий-ионный аккумулятор для устройства слежения за GPS


Литий-полимерный (LiPo)

Литий-ионные полимерные батареи , литий-ионно-полимерные или литий-полимерные батареи представляют собой перезаряжаемые (вторичные) батареи, обычно состоящие из нескольких идентичных вторичных элементов, соединенных параллельно, чтобы увеличить ток разряда.


Литий-полимерный аккумулятор для медицинского применения


Литий-фосфат железа (LiFePO

4 )

Технология на основе фосфата обладает превосходной термической и химической стабильностью, что обеспечивает лучшие характеристики безопасности, чем у литий-ионной технологии, изготовленной с использованием других катодных материалов. Литий-фосфатные элементы негорючие в случае неправильного обращения во время зарядки или разрядки, они более стабильны в условиях перезаряда или короткого замыкания и могут выдерживать высокие температуры без разложения.Когда все же происходит неправильное обращение, катодный материал на основе фосфата не горит и не склонен к тепловому выходу из строя. Фосфатная химия также обеспечивает более длительный жизненный цикл.


Сравнение химического состава литий-ионного катода (используется с угольными анодами)

Материал катода Типичное напряжение (В) Плотность энергии Термическая стабильность
Гравимерный (Втч / кг) Объемный (Вт · ч / л)
Оксид кобальта 3. 7 195 560 Плохо
Никель-кобальт-оксид алюминия (NCA) 3,6 220 600 Ярмарка
Никель-кобальт-оксид марганца (NCM) 3.6 205 580 Ярмарка
Оксид марганца (шпинель) 3,9 150 420 Хорошо
Фосфат железа (LFP) 3. 2 90-130 333 Очень хорошо

Поставщик решений для хранения энергии

Мы производим передовые продукты, сочетая точные разработки с обширным опытом применения, чтобы помочь клиентам интегрировать решения по хранению энергии в свои продукты. Epec Engineered Technologies обладает проверенными технологиями и опытом интеграции, чтобы довести ваши приложения от концепции до коммерциализации.

Подробнее читайте в нашем блоге о хранении литиевых батарей.

×

Ebook Скачать

Плюсы и минусы никелевых аккумуляторов над литиевыми

5 вещей, которые нужно знать при выборе химического состава клетки

Загрузите вашу копию
.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *