Литий полимерный или литий ионный что лучше: Чем отличаются литий-полимерные от литий-ионных аккумуляторов? – Интернет-магазин MyPowerbank.com.ua

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы.

 

       Электрический аккумулятор — это химический источник электрического тока многоразового действия. В аккумуляторах такого типа происходят обратимые внутренние химические процессы, которые обеспечивают многократное циклическое их использование (заряд/разряд) для накопления электрической энергии и питания различного электрического оборудования при отсутствия доступа к бытовой электрической сети.

       Принцип действия аккумуляторов основан на обратимости химических реакций, протекающих в них. Накопление заряда  аккумулятора осуществляется при помощи его зарядки, то есть пропусканием электрического тока в обратном направлении, относительно движению тока при разряде аккумулятора.

      Аккумуляторная батарея – это несколько аккумуляторов, соединенных вместе  в одну электрическую цепь.

      Основная характеристика аккумулятора – это его емкость. Емкость аккумулятора – это максимально возможный полезный заряд аккумулятора.

Или другими словами, емкость аккумулятора — это количество энергии, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ емкость аккумуляторов измеряется в кулонах, но обычно используется внесистемная единица — ампер-час.  1 А/ч = 3600 Кл. Также емкость аккумулятора может быть указана в ватт-часах. Другая основная характеристика электрических аккумуляторов – это выходное напряжение аккумулятора. Зная выходное напряжение аккумулятора, можно легко перевести емкость аккумулятора, указанную в ватт-часах, в более распространенную – ампер-час.

       Электрические характеристики аккумуляторов зависят от материала электродов и состава электролита. В таблице, указанной ниже, приведены наиболее используемые типы электрических аккумуляторов.

Тип аккумулятора	Выходное напряжение (В)	Область применения
свинцово-кислотные (Lead Acid)	2,1	троллейбусы, трамваи, автомобили, мотоциклы, электропогрузчики, штабелеры, электротягачи, аварийное электроснабжение, источники бесперебойного питания
никель-кадмиевые  (NiCd)	1,2	строительные электроинструменты, троллейбусы, бытовые электроприборы
никель-металл-гидридные  (NiMH)	1,2	бытовые электроприборы, электромобили
литий-ионные   (Li‑ion)	3,7 (3. 6)	мобильные устройства, строительные электроинструменты, электромобили
литий-полимерные (Li‑pol)	3,7 (3.6)	мобильные устройства, электромобили
никель-цинковые  (NiZn)	1,6	бытовые электроприборы

      В процессе использования аккумулятора, его выходное напряжение и ток падают.

При использовании всего заряда аккумулятор перестает действовать. Заряжают аккумуляторы от любого источника постоянного тока с бо́льшим напряжением при ограничении тока. Обычно зарядный ток, измеряемый в амперах, имеет значение в 1/10 от номинальной ёмкости аккумулятора (в ампер⋅часах). Некоторые типы аккумуляторов имеют разные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке аккумулятора и при его эксплуатации. Например, NiMH-аккумуляторы чувствительны к перезаряду, а литиевые аккумуляторы — к переразряду, напряжению и температуре окружающей среды. NiCd  и NiMH-аккумуляторы имеют “эффект памяти”. Он выражается в снижении емкости аккумулятора при осуществлении зарядки не полностью разряженного аккумулятора. Также такие типы аккумуляторов обладают существенным саморазрядом, то есть, они постепенно теряют заряд, даже когда они не  подключены к нагрузке. В борьбе с этим  эффектом помогает капельная подзарядка.

 

     Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который наиболее широко распространен в современных бытовых электронных устройствах. Сейчас такие аккумуляторы применяются в мобильных телефонах, ноутбуках, планшетах,  электромобилях, цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и т.д.

     Впервые разработкой литиевых аккумуляторов занялся Г.Н. Льюис в 1912 году. Но только в 1970-х годах начали появляться первые коммерческие экземпляры первичных литиевых элементов.

     В 80-х годах прошлого столетия было проведено большое количество экспериментов, в ходе которых было выяснено, что при циклировании источника тока с металлическим литиевым электродом на поверхности лития формируются дендриты. В результате  дендриты прорастают до положительного электрода и происходит короткое замыкание внутри литиевого элемента. Это выводило такие источники питания из строя. Температура внутри аккумулятора при этом  достигает температуры плавления лития. Это провоцирует взрыв элемента питания.

     Пытаясь разработать безопасный литиевый источник тока, инженеры привели к замене неустойчивого при циклировании металлического лития в аккумуляторе на соединения внедрения лития в угле и оксидах переходных металлов. Самыми используемыми материалами для создания литиевых батарей являются графит и литийкобальтоксид (LiCoO2). В таком элементе питания в ходе заряда-разряда ионы лития переходят из одного электрода внедрения в другой и обратно. Хотя такие электродные материалы имеют в несколько раз меньшую по сравнению с литием удельную электрическую энергию, но при этом батареи на их основе являются гораздо более безопасными. Первые литий-ионные аккумуляторы были разработаны компанией Sony в 1991 году. В настоящее время Sony является крупнейшим производителем элементов питания на основе лития.

Характеристики:

Энергетическая плотность:  от 110 до 200 Вт*ч/кг

Внутреннее сопротивление:  от 150 до 250 мОм (для батареи 7,2 В)

Число циклов заряд/разряд до потери 20 % ёмкости: от  500 до 1000

Время быстрого заряда: 2-4 часа

Допустимый перезаряд: очень низкий

Саморазряд при комнатной температуре:  около 7 % в год

Напряжение максимальное в элементе:  около 4,2 В (аккумулятор полностью заряжен)

Напряжение минимальное:  около 2,5 В ( аккумулятор полностью разряжен)

Ток нагрузки относительно ёмкости (С):

 — пиковый:  больше 2С

 — наиболее приемлемый:  не более 1С

Диапазон рабочих температур:  от −20 °C до  +60 °C

Устройство.

     Изначально в качестве анодов использовался кокс, но в дальнейшем стал использоваться графит. В качестве катода используют оксиды лития с кобальтом или марганцем.

При заряде литий-ионных батарей происходит следующая химическая реакция:

на катодах:  LiCoO₂ → Li_1-xCoO₂ + xLi⁺ + xe⁻

на анодах:  С + xLi⁺ + xe⁻ → CLi_x

Во время зарядки аккумулятора происходит  обратная реакция.

Преимущества литиевых аккумуляторов.

1.    Высокая энергетическая плотность.

2.    Низкий саморазряд.

3.    Отсутствие “эффекта памяти”.

4.    Простота использования.

Недостатки литиевых аккумуляторов.

1.    Литий-ионные аккумуляторы подвержены взрывному разрушению при перезаряде или при  перегреве.  Во избежание этого эффекта все бытовые литиевые  аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая контролирует заряд аккумулятора, не допуская его  перезаряд и перегрева.

2.    При неаккуратном использовании аккумуляторы могут иметь более короткий жизненный цикл по сравнению с другими типами аккумуляторов. Глубокий разряд аккумулятора полностью выводит из строя литий-ионные элементы.

 3.    Оптимальные условия хранения литий-ионных аккумуляторов достигаются при 40-50 %-ом заряде от емкости аккумулятора и при окружающей температуре около 5 °C.  Низкая температура является более важным фактором для не больших потерь емкости при долговременном хранении.

4.    Строгие условия зарядки литий-ионных батарей делают крайне не удобным  их применение в альтернативной энергетике. Происходит это из-за того, что ветряки и солнечные панели не могут  обеспечить постоянный ток на всём протяжении цикла заряда.

Старение.

       Даже если литиевый аккумулятор не используется, он начинает стареть сразу после производства.

       Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы уменьшают свою емкость, в отличие от никелевых и никель-металл-гидридных аккумуляторов, под воздействием заряда. Чем больше заряд аккумулятора и температура при его хранении, тем меньше срок его службы. Хранить литиевые аккумуляторы лучше заряженными на 40-50% и при температуре от 0 до 10 °C. Перезаряд , также как и переразряд, уменьшает емкость таких аккумуляторов.

 

      Литий-полимерный аккумулятор (Li-pol или Li-polymer) — это наиболее совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита в нем применяется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя. Они широко используются в смартфонах, мобильниках и прочей цифровой технике.

      Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не могут отдавать большой ток, но разработаны специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, которые могут отдавать ток в 10 и более раз, превышающий численное значение емкости. Такие аккумуляторы нашли широкое применение в радиоуправляемых моделей, а также в электроинструменте и в некоторых современных электромобилях. Подобные аккумуляторы применяются в новой технологии преобразования энергии торможения – KERS.

Преимущества литий-полимерных аккумуляторов.

1.    Большая плотность энергии на единицу объёма и массы.

2.    Низкий саморазряд.

3.    Малая толщина элементов – от  1 мм.

4.    Возможность получать очень гибкие формы;

5.    Не большой перепад напряжения по мере разряда.

6.    Количество рабочих циклов – от 300 до 500, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20%.

Недостатки литий-полимерных аккумуляторов.

1.    Аккумуляторы пожароопасны при перезаряде или при перегреве. Во избежание этого эффекта все бытовые литиевые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая контролирует заряд аккумулятора, не допуская его перезаряд и перегрева. Также требуются специальные алгоритмы зарядных устройств.

2.    Диапазон рабочих температур литий-полимерных аккумуляторов ограничен. Эти элементы плохо работают на холоде.

Также как и литий-ионные аккумуляторы, литий-полимерные аккумуляторы подвержены старению.

  

Внимание! При использовании материалов сайта ссылка на www.MirBatt.ru обязательна.

Какой аккумулятор лучше литий-ионный или литий-полимерный?

Сегодня мы поговорим о бесконечных спорах об аккумуляторах в современной электронике, такой как например ноутбук, планшет или мобильный телефон. Хоть мы и не сможем сказать какой тип батареи однозначно лучший, но данная статья поможет вам в выборе элемента питания для вашего девайса.

В чем разница между Li-ion и Li-Pol аккумуляторами?

Литий-ионный аккумулятор – это перезаряжаемый тип аккумуляторов, которые изначально набрали большую популярность еще в начале 1990-х годов за счет того, что их использовали самые крупные мировые производители электроники. Конструкция такой батареи представляет собой группу жестких отсеков, состоящая из 3-х частей:

1. Положительный электрод
2. Отрицательный электрод
3. Электролит (Жидкий химический состав)

Положительный электрод обычно изготавливается из химического соединения, называемого оксидом лития-кобальта (LiCoO2) или же в более современных батареях из фосфата лития-железа (LiFePO4). Отрицательный электрод обычно состоит из графита (углерода).

Принцип работы литий-ионной батареи приблизительно один и тот же во всех устройствах. Когда АКБ заряжается, положительный электрод из оксида лития-кобальта отдает часть своих ионов лития. Ионы перемещаются по электролиту к отрицательному электроду оставаясь там, и таким образом накапливая электрическую энергию. Когда же идет процесс разряда, ионы лития движутся обратно через электролит к положительному электроду. В обоих случаях электроны движутся в направлении, противоположном ионам по внешнему контуру. Электроны не могут проходить через электролит: это фактически изолирующий барьер для электронов.

Движение ионов (через электролит) и электронов (вокруг внешней цепи в противоположном направлении) – это взаимосвязанные процессы, и если один из них останавливается, то останавливается и другой. Если ионы перестают проходить через электролит из-за полной разрядки батареи, электроны также не могут проходить через внешнюю цепь, поэтому батарея теряет свою мощность. Точно так же, если вы отключите в мобильном телефоне все, что потребляет электроэнергию, поток электронов прекратится, а вместе с ним и поток ионов. Батарея по существу перестает разряжаться с высокой скоростью (но продолжит разряжаться очень медленно, даже если телефон отключен).

В отличие от более простых батарей, литий-ионные имеют встроенные электронные контроллеры, регулирующие их зарядку и разрядку. Они выполняют функции защиты от перезарядки и перегрева аккумулятора, которые в некоторых случаях могут привести к взрыву литий-ионных аккумуляторов.

Одним из самых существенных различий между Li-ion и Li-Pol батареями – это химический электролит между их положительным и отрицательным электродами. В конструкцию литий-полимерных АКБ электролитом является не жидкость, а один из 3 следующих составов:

1. Пористый химический состав
2. Геле образный электролит
3. Сухое твердое вещество (аналог Li-Pol состава)

На самом деле, производители литий-полимерных аккумуляторных батарей, продают нам литий-ионную полимерную батарею или вовсе простую литий-ионную батарею, но в более гибком корпусе.

Так какой же все-таки аккумулятор лучше?

Свои плюсы и минусы имеют и литий-ионные и литий-полимерные батареи. И те, и другие используются во множестве различных устройств, особенно широкое применение они нашли в переносных аккумуляторах – Power Bank.

Одними из важных преимуществ литий-ионных аккумуляторов заключается в их высокой плотности мощности, отсутствие «эффекта памяти» (когда по прошествии определенного времени АКБ все сложнее и сложнее заряжать) а также их более низкая стоимость в сравнении с Li-Pol батареями.

При нарушении в конструкции барьера разделяющего положительный и отрицательный электроды начинается химическая реакция, которая может вызвать возгорание, и как следствие поломку мобильного телефона или любого другого электронного устройства.

Литий-полимерные аккумуляторы имея небольшой размер имеют большее количество энергии, но по своей структуре являются не стабильными, более подвержены износу и потенциально опасны. Так в США в 2016 году были запрещены полеты в самолете с моделью телефона Samsung Galaxy Note 7 из-за опасности возгорания. В свою очередь Корейская компания Samsung понесла убытки на 5,3 миллиарда долларов отзывая данную модель телефона обратно. Во многих аэропортах были предупреждающие сообщения о запрете телефонов Samsung Note 7.

С другой стороны, литий-полимерные батареи, как правило, прочные и гибкие, особенно когда речь идет о размере и форме их конструкции. Они легче, имеют очень маленькую толщину и меньше подвержены утечке электролита. Но они значительно дороже в производстве, и у них нет такой же плотности энергии (количества энергии, которое может быть сохранено) и срока службы, как у литий-ионных.

Мы сравнили, как преимущества и недостатки первого, так и второго типа аккумуляторов. Также рассмотрели принцип работы этих незаменимых в нашей повседневной жизни, казалось бы, не очень-таки важных изобретений человечества как аккумуляторы. Что из выше рассмотренного купите вы и для каких потребностей, решать только вам, надеемся наша статья хоть немного внесла ясности о современных элементах питания (АКБ) и поможет вам сделать правильный выбор.

Отличия литий-ионных аккумуляторов от литий-полимерных

25.11.2018 17:08

Отличия литий-ионных аккумуляторов от литий-полимерных

Регулярно задаются вопросы – какой аккумулятор для телефона лучше. Точнее, в такой формулировке: какой аккумулятор для мобильного выбрать: литий-ионный или литий-полимерный?
Ответ на него прост – какой найдёте, такой и используйте. Не встречал я еще производителей аккумуляторов, которые для одного телефона делали бы и литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы.

Литий-ионные аккумуляторы производятся в основном для старых моделей сотовых телефонов, простых звонилок и недорогих аппаратов. Литий-полимерные аккумуляторы производятся для  всех современных смартфонов.

    

Литий-ионный (Li-Ion) аккумулятор для Samsung Galaxy S3 i9300	Литий-ионный полимерный (Li-Pol) аккумулятор для Apple iPhone 7

Основополагающее отличие этих двух видов аккумуляторов состоит в конструкции. Литий-ионные аккумуляторы содержат электролит в форме жидкости или геля, поэтому им требуется герметичная упаковка. В литий-полимерных, а точнее литий-ионных полимерных аккумуляторах применяется твёрдый полимерный элетролит. Это позволяет делать аккумуляторы различной формы и более лёгкие по сравнению с литий-ионными. Именно поэтому, когда происходит замена аккумулятора на iPhone 6s или другой модели, вы можете наблюдать, как мастер может гнуть аккумулятор при его выемке из аппарата.
Все несъемные аккумуляторы для сотовых являются литий-полимерными, они тоньше и легче литий-ионных, хотя и дороже в производстве. 

Срок службы аккумуляторов примерно одинаковый, износ тоже. Но литий-полимерная батарея более безопасная, поскольку риск воспламенения её уменьшился. Необходимость присутствия в литий-полимерных батареях дополнительных защитных систем, предохраняющих элементы от перегрева – так же привела к увеличению стоимости аккумулятора.

Li-polymer аккумуляторы более чувствительны к перегрузкам, к нестабильным условиям эксплуатации (переохлаждение, перегрев), к механическим воздействиям, а так же к “качеству” электроснабжения. Это означает, что использование некачественных зарядных устройств “убьет” аккумулятор для iPhone 7 гораздо быстрее, чем аккумулятор для Nokia 6300. Именно поэтому для всех современных смартфонов Samsung, Apple, Huawei, Xiaomi, LG и других обязательно используйте качественные зарядные устройства с нормальными стабилизирующими схемами.

Какие литиевые аккумуляторы лучше Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)

Прогресс не стоит на месте, и на смену никель-металлгидридным аккумуляторам, которые продолжительное время использовались повсеместно, пришли их литиевые разновидности. Немногие знают, что эксперименты по созданию литиевых батарей проводились еще 100 лет назад. Главной проблемой было обеспечение безопасности использования таких источников энергии, связанное с угрозой выхода теплового состояния из-под контроля. Какие Li-ion аккумуляторы лучше? Об этом мы поговорим в этом материале.

Сегодня мощные литий ионные аккумуляторы (Li-ion) прочно вошли в наш быт, их использует практически каждый человек – в гаджетах и мобильных телефонах, инструментах, в электротранспорте. Литиевые аккумуляторы на основе ионов лития получились более безопасными, при этом они обеспечивают самую высокую плотность энергии и отличную энергоемкость. Технология изготовления Li-ion аккумуляторов постоянно совершенствуется, однако по-прежнему остается проблема безопасности (известны случаи воспламенения). Кроме этого, потребители сетуют на высокую стоимость таких аккумуляторов.

Лучшие литиевые аккумуляторы

Следующим поколением литиевых аккумуляторов стали литий-полимерные источники энергии. Они отличаются использованием другого типа электролита – в сухой или гелеобразной форме. Такие аккумуляторы могут иметь любую форму и конфигурацию, и обеспечивают большую степень безопасности – они не воспламеняются, но требуют соблюдения специальных алгоритмов зарядки.

Современные литий-полимерные аккумуляторы способны обеспечить существенное увеличение времени эксплуатации электромотора при уменьшении веса самой батареи. По емкости и долговечности это лучшие литиевые аккумуляторы на сегодняшний день. Они обладают низкой саморазрядкой, не имеют эффекта памяти и отличаются высокой плотностью энергии на единицу веса и объема. При разрядке литий-полимерные аккумуляторы отличаются незначительным перепадом напряжения.

Среди литий-полимерных аккумуляторов наибольшую популярность сегодня имеют литий-железо-фосфатные аккумуляторы. В интернет-магазине Voltbikes вы сможете купить качественные и доступные по цене аккумуляторыLiFePO4 по доступным ценам или заказать сборку аккумулятора с нужными вам параметрами.

Предлагаем статью об особенностях литий-железо-фосфатных АКБ. 

Правда и мифы о литий-ионных и свинцово-кислотных аккумуляторах

Рано или поздно каждый собственник складской техники сталкивается с тем, что ему нужно купить новый электропогрузчик или заменить на своём погрузчике отслужившую свой срок аккумуляторную батарею. Такая же задача может стоять и в отношении остальной складской техники – электротележек, штабелёров, комплектовщиков и т. д. Одной из важных задач в этом случае будет вопрос, какой тип аккумулятора выбрать? Поставщики тяговых батарей для напольного грузоподъемного транспорта предлагают как классические свинцово-кислотные аккумуляторы, так и необслуживаемые клапанно-регулируемые или гелевые батареи. Альтернативой свинцово-кислотным аккумулятором является более современный литий-ионный (литий-железо-фосфатный) источник питания. Правда многие потребители до сих пор опасаются данной технологии и по старинке используют аккумуляторы старого типа. Такой подход на наш взгляд может быть из-за недостатка информации о плюсах и минусах тяговых аккумуляторов различных типов. Ниже мы попытаемся развеять мифы о литий-ионных аккумуляторах.

Перейти на страницу товара: Li-Ion тяговая батарея→

---

Миф первый

Литий-ионные аккумуляторы не безопасны и лучше их не использовать в качестве источника питания электрического погрузчика, штабелёра, электротележки. Они могут взрываться, самовозгораться, поэтому лучше с ними не связываться

Трудно было бы с этим спорить, если бы мы были в 80-х годах прошлого века. Действительно первые образцы литий-ионных батарей не отличались высокой безопасностью. При работе такой батареи существовал риск короткого замыкания внутри элементов, нагрева и даже возгорания. Обычно это могло произойти в конце срока службы по причине низкой химической стабильности компонентов батареи.

В первых коммерческих литий-ионных батареях, выпущенных компанией Sony в 1991 году, металлический литий был заменен на более безопасную ионную форму. Однако даже после этого сфера использования данных аккумуляторов ограничивалась мелкой бытовой электроникой. Речи об использовании литий-ионных батарей в качестве источника питания складской техники тогда даже не было.

Ситуация кардинально изменилась в 1997 году, когда было изобретено новое соединение – литий-железо-фосфат (LiFePo4) в качестве катодного материала литий-ионных аккумуляторов. Это соединение является безопасным, и не содержит ядовитых веществ. Правда только в 2005-2006 годах ученым в США удалось окончательно доработать эту «химию», так чтобы стало возможным её коммерческое использование. В результате появились на свет литий-железо-фосфатные аккумуляторы с поистине революционными характеристиками в сравнении с обычными свинцово-кислотными батареями. Именно литий-железо-фосфатные батареи используются для питания электропогрузчиков и складской техники.

Кроме безопасного химического состава каждая литий-ионная тяговая батарея имеет блок управления (BMS), который управляет процессом заряда-разряда, защищает ячейки батареи от перезаряда и глубокого разряда. Даже если по какой-то причине BMS не отключит батарею в экстренной ситуации, то каждая ячейка имеет предохранительный клапан на случай перезаряда или короткого замыкания. Клапан сбросит внутреннее давление в ячейке в нештатной ситуации, чтобы избежать взрыва.

А как же относится к случаям возгорания и/или взрыва литий-ионных батарей смартфонов, планшетов, электронных сигарет и прочих девайсов, которые то и дело появляются в СМИ? К счастью эти аккумуляторы имеют мало общего с тяговыми батареями. В основном все эти случаи связаны с коротким замыканием внутри аккумулятора по причине физической деформации в результате ударов или других повреждений.

---

Миф второй

Я привык работать со свинцово-кислотными батареями и меня всё в них устраивает. Литий-ионные батареи для вилочных погрузчиков – это что-то из области фантастики и мне это не очень интересно

Разница между литий-ионными и свинцово-кислотными аккумуляторами примерно такая же, как между современной электричкой и паровозом. Свинцово-кислотный аккумулятор был изобретён в 1859 году. Это даже не прошлый, а позапрошлый век. Широко известны главные недостатки этих аккумуляторов, от которых они никогда не избавятся.

Перечислим пять самых критичных:

• Во-первых, это использование в качестве электролита свинцово-кислотных аккумуляторов раствора серной кислоты. Отсюда едкий запах, взрывоопасное выделение газа при зарядке, необходимость доливки воды. Как результат нам нужно оборудовать зарядную комнату и нести затраты на обслуживание таких батарей.
• Во-вторых, риски значительного сокращения срока службы в силу небрежного отношения персонала. Срок службы может серьезно сократиться по причине отсутствия контроля за уровнем и плотностью электролита, хранения разряженной батареи, разрядов ниже допустимой глубины, нарушений температурного режима использования, не соблюдения полных циклов заряда-разряда. Другими словами свинцово-кислотный аккумулятор это довольно капризная вещь, требующая регулярного присмотра.
• В-третьих, длительное время зарядки. Чтобы полностью нормально зарядить классическую кислотную батарею с жидким электролитом необходимо как минимум 7,5-8 часов. Возможны более быстрые режимы зарядки, но это нельзя делать ежедневно. Для быстрой зарядки необходимы высокие токи, что сильно сокращает срок службы свинцово-кислотных батарей в силу особенности данной технологии.
• В-четвертых, для организации многосменной работы требуется не просто оборудовать зарядную комнату, но и иметь комплект из 2-х батарей на каждую единицу техники. Обычно тяговые кислотные батареи весят от нескольких сотен килограмм до 1 тонны и более. Поэтому необходимо ещё и оборудование для транспортировки и безопасной замены. Как правило это специальные рольганги, столы или кран-балки.
• В-пятых, низкий КПД. Свинцово-кислотные батареи только 80% потраченной на их зарядку энергии затем отдают на питание складской техники. Остальное улетучивается в виде тепла.

Давайте посмотрим сколь это в деньгах, к примеру, для ричтрака с кислотной батареей 48 В 750 Ач. Такая батарея за один цикл с учётом глубины разряда 80% отдает 48*750*80%/1000 = 28,8 кВт. За средний срок службы 5 лет при условии 1 цикла в день и 250 рабочих дней получится 28,8*250*5= 36 000 кВт. Но реально мы потратим на электричество на 20% больше, что составит при цене 0,15 евро/1 кВтч – 36 000*20%*0,15=1080 евро. Больше 1000 евро просто улетучится с каждой батареи. Это еще не при самом интенсивном режиме работы.

Всех этих недостатков лишены литий-железо-фосфатные батареи для питания напольного электрического транспорта. Они ничего не выделяют во время зарядки и разрядки, не требуют какого-либо обслуживания, сами автоматически выключаются, чтобы не допускать глубокого разряда и могут без ущерба сроку службы подвергаться любому количеству промежуточных зарядов. Время полной зарядки составляет как правило 1,5-2 часа. Можно использовать одну батарею для многосменной работы, если есть хотя бы небольшие перерывы для промежуточных зарядов. КПД литий-железо-фосфатных аккумуляторов составляет 96%, срок службы в среднем 3000-5000 циклов в зависимости от производителя.

---

Миф третий

Свинцово-кислотные батареи постоянно совершенствуются. Есть гелевые необслуживаемые батареи, для которых не требуется зарядная комната. Есть батареи типа HFC (Hawker NexSys), которые не выделяют газов при зарядке и могут подвергаться промежуточным зарядам

Действительно, такие батареи есть, но всё это похоже на попытки ехать на загнанной лошади. Сама свинцово-кислотная технология уже себя исчерпала. Никакие ухищрения производителей не позволят побороть основные её недостатки.

Клапанно-регулируемые батареи действительно почти не выделяют газов. Однако они являются условно не обслуживаемыми. Электролит в них представляет собой тот же раствор серной кислоты в связанном состоянии. Соответственно на эти батареи распространяются все те же недостатки свинцово-кислотных батарей, перечисленные выше, в том числе и необходимость отвода газов при зарядке. В руководстве по эксплуатации клапанно-регулируемых батарей указывается, что батареи в процессе зарядки выделяют крайне мало газов. Однако при их эксплуатации необходимо соблюдать те же требования безопасности, как и для батарей с жидким электролитом (Стандарт EN 50272-3/ IEC 62485_3 «Тяговые батареи для промышленных погрузчиков»). Другими словами, необходимо предусмотреть отвод газов.

Что касается стандартных гелевых батарей, то это самый неэффективный источник питания для электропогрузчиков и складской техники. Срок службы таких батарей составляет всего 1200 циклов при глубине разряда не более 60%. Для нормального режима заряда таких аккумуляторов можно использовать относительно небольшие токи заряда, обычно 0,25-0,3 С. Поэтому время полного заряда составляет обычно 10-12 часов, а у некоторых батарей 12-14 часов. По этой причине их невозможно использовать для многосменной работы. Не слишком любят такие батареи и эксплуатацию при низких температурах окружающей среды. Работа в условиях отрицательных температур значительно снижает полезную ёмкость гелевой батареи.

---

Миф четвёртый

Литий-ионные батареи для вилочных погрузчиков – это что-то диковинное. Их пока мало кто покупает

На самом деле рынок литий-ионных аккумуляторов для грузоподъемной складской техники бурно развивается как минимум последние пять-семь лет. Ведущие производители техники активно добавляют в свою производственную линейку модели техники с литий-ионными источниками питания.

Наша компания, как официальный дилер немецкого производителя STILL, не безуспешно предлагает купить погрузчики, штабелёры, электрические тележки с литий-ионным аккумулятором нашим постоянным клиентам в Минске и по всей территории Республики Беларусь. Благодаря нашей помощи в экономическом обосновании покупки литий-ионных батарей в последние годы практически каждая вторая единица техники поставляется нашим клиентам с современным источником питания.

Очень интересной тенденцией является еще и то, что в последние годы в литий-ионную технологию поверили даже производители традиционных свинцово-кислотных батарей. Если пять-семь лет назад они и слышать о литий-ионных батареях не хотели, то теперь сами их производят на ряду с традиционными свинцово-кислотными. Тенденция на наш взгляд такова, что в скором будущем литий-ионные батареи полностью вытеснят обычные свинцово-кислотные.

---

Миф пятый

Литий-ионные батареи слишком дорогие.

Они в разы дороже свинцово-кислотных и нет смысла тратить на них деньги. Подождем пока они подешевеют

Конечно, подождать всегда можно. Действительно есть вероятность, что бурное развитие литий-ионной технологии приведёт к появлению новых игроков на рынке и цены могут пойти вниз. Но даже при нынешнем уровне цен стоит обратить внимание на данный тип аккумуляторов. Если смотреть не просто на покупную стоимость, а ещё учесть срок службы, то окажется, что во многих случаях «дешёвые» свинцово-кислотные батареи обходятся потребителю дороже, чем современные литий-ионные.

Возьмём к примеру ситуацию, когда предприятие имеет парк складской техники, но не имеет специальной комнаты для зарядки обычных свинцово-кислотных батарей. В таком случае приходится либо инвестировать в строительство зарядной, либо использовать гелевые батареи, которые почти не имеют газовыделения в процессе зарядки. Многие идут по второму варианту.

Теперь давайте сравним две простые цифры. Срок службы гелевой батареи любого премиального бренда при соблюдении всех условий эксплуатации составляет не более 1200 циклов заряда-разряда. При этом максимальная глубина разряда допускается не более 60%. Другими словами, если ваша батарея имеет номинальную емкость 100 Ач, то реально вы используете только 60Ач и можете «снять» с неё за весь срок службы 100 Ач х 60% х 1200 = 72 000 Ач. Срок службы такой же литий-железо-фосфатной батареи, собранной, к примеру, на ячейках Winston составляет 5000 циклов при допустимой глубине разряда 80%. Её ресурс составит 100 Aч х 80% х 5000 = 400 000 Ач.

Теперь попробуйте сопоставить стоимость той и другой батареи с учётом ресурса. Литий-ионная батарея заряжается за 2 часа, а не за 11-12 часов, как гелевая. Если сюда добавить более высокий КПД (96% у Li-Ion против 80% у гелевой), то выбор становится очевидным.

---

Подведем итог:

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы для электрических вилочных погрузчиков и другой складской грузоподъёмной техники уверенно отвоёвывают позиции у традиционных свинцово-кислотных батарей. Свинцово-кислотные батареи никогда не избавятся от своих основных недостатков в силу особенностей данной устаревшей технологии. Единственное их преимущество – это низкая покупная стоимость.

При выборе типа аккумуляторов для складской техники мало учитывать только их покупную стоимость. Стоит сопоставить срок службы, допустимую глубину разряда, время полной зарядки, необходимость обслуживания и пр.

Перейти на страницу товара: Li-Ion тяговая батарея→

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 полимерный аккумулятор отличие от ионного

Существует 2 типа источников питания на основе лития. В настоящее время на большинстве устройств и гаджетов используются батареи литий-ионного типа. Особые требования к условиям эксплуатации не позволяют массово применять li-pol аккумуляторы. Однако встречается промежуточный гибридный вариант.

Особенности литиевых аккумуляторов

Первые экспериментальные батареи на основе лития без возможности подзарядки появились в начале прошедшего века. Однако их применение началось в 70 гг. Они характеризовались большой емкостью и напряжением. Однако нестабильность лития приводила к воспламенению элементов при циклической работе.

Ввиду этого в 90 гг. от металлических батарей перешли к ионным. В совокупности с некоторыми мерами это позволило достичь приемлемой безопасности. Хотя на ion-li вариантах плотность энергии сократилась в сравнении с металлическими, она вдвое выше характеристик предшествующих никель-кадмиевых моделей.

К тому же существует возможность повышения показателей путем применения активных материалов.

Высокое напряжение энергетических элементов позволило упростить конструкцию. Отсутствие эффекта памяти упрощает эксплуатацию. При этом особенности разрядки не отличаются.

К плюсам литиевых аккумуляторов относят:

• большую емкость ввиду высокой плотности энергии;
• высокое напряжение единичного элемента;
• простоту эксплуатации.

Выявлен ряд минусов:

• система защиты усложняет конструкцию и повышает стоимость;
• старение происходит и без эксплуатации.

Литиево-ионные аккумуляторы

На первых батареях в качестве электролита использовали кобальт и марганец. Причем производительность определялась его составом. Позже конструкцию модернизировали, и фактором продуктивности стало количество элементов. Номинальное напряжение каждого равно 3,7 В.

Энергетические элементы включают электроды и сепаратор. Для изготовления анодов используют медь, катодов – алюминий. Они соединены клеммами-токосъемниками. Сепаратор пропитан электролитом. Несколько элементов помещают в пластиковый корпус с контролирующей электроникой.

Ввиду чувствительности литий-ионных АКБ к перепадам напряжения, повышенному току и т. д. их оснащают системой стабилизации и механизмом ограничения тока.

Литиево-полимерные батареи

В 70 гг. XX в. началась разработка литий полимерного аккумулятора, отличие от ионного которых должно было повысить безопасность и снизить стоимость. Для этого жидкий электролит заменили на твердое вещество наподобие пластиковой пленки. Оно контактно взаимодействует с активными пластинами. В итоге получились более дешевые и безопасные энергетические элементы, независимые от стандартного формата ячеек. Последнее означает произвольные габариты и форму. Безопасность возросла за счет введения защиты от перезаряда и невозможности утечки электролита. К тому же исключено образование дендритов.

Полимерный аккумулятор отличается еще рядом положительных особенностей: вдвое большая емкость, чуть меньшая масса, замедленный износ. Однако ввиду низкой электропроводности из-за большого внутреннего сопротивления они способны функционировать при температуре от 60 до 100°C, позволяющей повыситься электропроводности до приемлемой. Эта особенность сохранилась по сей день. Она обуславливает необходимость размещения полимерных АКБ в теплоизолированных корпусах с нагревательными элементами. Поэтому их применяют в качестве дополнительных источников питания на оборудовании, служащем в условиях теплого климата. Потенциальные возможности использования дополнительно ограничивает чувствительность литиево-полимерных аккумуляторов к ударам.

Малая распространенность обуславливает большую стоимость и проблемы с обслуживанием.

Для приспособления li-polymer аккумуляторов к общераспространенным условиям эксплуатации добавили некоторое количество гелевого электролита, чтобы увеличить электропроводность. Это гибридные или литий-ион полимерные батареи. Однако производители редко используют полное обозначение и обычно называют их просто литий-полимерными.

По рабочим характеристикам батареи li-pol типа близки к литий-ионным. Отличие аккумуляторов li-ion от li-pol состоит в чуть большей удельной энергии последних, что позволяет получить ту же производительность при меньших размерах. Ввиду этого они актуальны для компактных, легких устройств: квадрокоптеров, камер наблюдения, страйкбольных ружий. К тому же выше безопасность из-за меньшего риска утечки электролита. Эксплуатационные параметры позволяют использовать гибридные АКБ наравне с литий-ионными. Однако цена производства аккумуляторов li-polimer больше на 10-30%, чем обусловлено существенно меньшее распространение. Хотя, считается, что в случае перехода производителей на данную технологию, эти батареи наоборот окажутся дешевле.

Принципиальные отличия

Конструктивное отличие состоит в агрегатном состоянии электролита. В литий-ионных вариантах это жидкость, в li-polymer – твердое вещество, в гибридных – твердый материал, пропитанный гелем. Это обуславливает разницу в параметрах.

Особенности использования литиевых АКБ

По эксплуатационным особенностям литиевые аккумуляторы аналогичны, поэтому для пользователей нет разницы, аккумулятором li-polymer или li-ion типа оснащены гаджеты.

Оптимальным температурным режимом являются комнатные условия. При нагреве возрастает производительность, однако это ускоряет износ. Минимальное пороговое значение — -20°C.

Литиевые батареи нежелательно доводить до полного разряда. Восполнение энергии осуществляют в температурном интервале 5-45°C. При температурах от 5 до 0°C подают десятую долю тока. При отрицательных температурах зарядка аккумулятора недопустима. Процесс осуществляется в 2 этапа: до 70% идет восполнение энергии постоянным током, равным номинальной емкости, далее – постоянным напряжением. Общая длительность – около 3 часов. Такая технология и чувствительность АКБ к перегрузкам, перепадам и т. д. обуславливают необходимость применения оригинального оборудования.

Срок эксплуатации составляет 900 полных циклов, что равно 2-3 годам. Однако снижение емкости начинает проявляться спустя год.

Видео о литий полимерных аккумуляторах и их отличии от ионных

 

Руководство по литиево-полимерным (липо) батареям

– REVOTICS

Литий-полимерные батареи

Литиевые полимеры

выводят эту технологию на новый уровень, улучшая ее химический состав. Основное технологическое отличие состоит в том, что электролиты содержатся в полимерном композите (как в литиевом полимере) вместо органического растворителя.

Что все это значит для вас как пользователя? Давайте рассмотрим некоторые дополнительные преимущества аккумуляторов Lipo.

Более высокая плотность энергии – Литий-полимерные батареи имеют более чем на 20% более высокую плотность энергии, чем литий-ионные.

Уменьшенный вес – Липы физически отличаются тем, что упакованы в гибкую пленку, а не в жесткие металлические ящики. Это значительно снижает вес и позволяет использовать множество различных форм-факторов.

Литий-полимерные батареи

пользуются популярностью у энтузиастов радиоуправления и набирают популярность во многих других приложениях, включая робототехнику, некоторые новые потребительские товары, а также другие проекты системной интеграции.

Характеристики и конфигурация аккумулятора

Батарейные блоки состоят из одного или нескольких липоэлементов. Расположение этих ячеек определяет напряжение, емкость и номинальную мощность аккумуляторной батареи. Ячейки могут быть расположены параллельно и / или последовательно, где напряжение определяется количеством ячеек, включенных последовательно, а емкость – количеством блоков, подключенных параллельно. Все элементы в батарее должны быть одного типа, чтобы сохранить одинаковые характеристики элементов. Смешивание типов может привести к недостаточной производительности или небезопасному порче пакетов. Плохо подобранный или неправильно используемый блок также может привести к разбалансировке ячеек (подробнее о балансировке ниже), что может испортить ваши аккумуляторные блоки и привести к дальнейшим осложнениям.

Рисунок 3 – Компоновка блока многоэлементных аккумуляторов Lipo

Рассмотрим эти параметры более подробно.
Напряжение – Номинальное напряжение блока определяется количеством последовательно включенных липоэлементов. Вместо индикации напряжения в батареях иногда указывается количество ячеек в серии (обозначается #S, где # – количество ячеек в серии). Чтобы определить напряжение этих аккумуляторных батарей, умножьте количество последовательно соединенных ячеек на их напряжение (3.7в).

1S = 3,7 В
2S = 7,4 В
3S = 11,1 В
4S = 14,8 В

Емкость – Емкость аккумулятора зависит от двух факторов. Во-первых, это емкость одной ячейки, а во-вторых, сколько блоков размещено параллельно (обозначено на некоторых пакетах как #P, где # – количество параллельных блоков). Причина, по которой мы называем их блоками, заключается в том, что для удвоения емкости пакета общее количество ячеек должно быть удвоено. В упаковке 1S (одна ячейка последовательно), ячейка, размещенная параллельно, увеличит емкость в два раза.Однако, чтобы удвоить емкость блока 2S, блок 2S должен быть размещен параллельно существующему блоку (рисунок 3). Некоторые примеры:

1s2p = 2 элемента (напряжение одной ячейки, удвоенная емкость)
2s1p = 2 элемента (удвоенное напряжение, емкость одной ячейки)
2s3p = 6 элементов (удвоенное напряжение, в три раза больше емкости)

Рейтинг C – Последний критерий раздела для аккумуляторных блоков – это их рейтинг C. Рейтинг C аккумулятора – это максимальный рейтинг непрерывной разрядки липоэлементов, который определяет, сколько ампер ваша система может вытащить из батареи без ее перегрева.Более высокая разрядка аккумуляторов приведет к повышению их температуры и может привести к возгоранию.

Чтобы фактически определить, сколько ампер может обеспечить батарея, умножьте емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах на рейтинг C. Пример аккумуляторной батареи 2000 мАч при 10C:

2000 мАч / 1000 x 10C = 20 ампер

И емкость, и рейтинг C играют важную роль в определении максимальной разрядности. Типичные рейтинги C: 10C, 15C, 20C, 25C, 30C. Убедитесь, что аккумуляторные блоки имеют соответствующий рейтинг C для питания вашей системы.

Рисунок 4 – Y-образный жгут аккумуляторной батареи

Пользовательские конфигурации

Батареи

Lipo бывают самых разных конфигураций и размеров, но может потребоваться сборка пользовательских блоков для достижения высокого напряжения или большей емкости. Пакеты могут быть собраны из отдельных ячеек, или коммерческие пакеты могут быть объединены в большую батарею с использованием различных Y-образных ремней (рис. 4). При сборке пользовательских пакетов убедитесь, что все ячейки эквивалентны. Избегайте смешивания старых и новых ячеек, избегайте смешивания брендов, избегайте использования ячеек или упаковок разного размера.

В следующем разделе мы сосредоточим внимание на некоторых недостатках этих батарей и определим некоторые методы безопасного использования при работе с липосакциями.

Правила и рекомендации по безопасному использованию

Основным недостатком является риск возгорания и / или взрыва литиевых батарей. Все поставщики предупреждают пользователей о необходимости проявлять особую осторожность при использовании этих батарей, а в следующих разделах будут освещены некоторые проблемы и приведены некоторые инструкции по использованию.

Осмотр перед использованием

Перед каждым использованием (установка / зарядка / подключение / и т. Д.) Выполните следующие быстрые проверки.Сначала осмотрите упаковку на предмет повреждений. Ищите проколы, вмятины или вздутие клеток. Вмятины и вмятины могут привести к вздутию живота, что свидетельствует о серьезной нерешенной проблеме. Выбросьте аккумулятор безопасным способом, если обнаружите такое повреждение.

Перед подключением аккумулятора убедитесь, что в цепи нет короткого замыкания. Замыкание клемм аккумулятора может быстро превысить максимальную скорость разряда и привести к возгоранию и / или взрыву.

Убедитесь, что разъемы в хорошем рабочем состоянии.Нарастание или плохой контакт на разъемах может привести к искрению и перегреву.

Наконец, убедитесь, что батареи правильно заряжены.

Зарядка Lipo аккумуляторов

Липоэлементы нуждаются в защите от перезарядки. Во время зарядки напряжение должно быть ограничено до 4,235 В на элемент, чтобы избежать повреждения. Перезарядка является одной из основных причин выхода из строя аккумуляторной батареи, поэтому следует проявлять особую осторожность в системах, в которых используются зарядные устройства. Чтобы предотвратить некоторые проблемы с перенапряжением или перегрузкой по току, батареи также следует заряжать ограниченным током.

При использовании липо-зарядной цепи ищите липо-специальные зарядные ИС, чтобы обеспечить необходимую защиту и механизмы контроля. Мы расскажем о липо-зарядных микросхемах в следующей статье.

При зарядке аккумуляторных батарей с помощью внешнего (коммерческого) зарядного устройства убедитесь, что оно предназначено для липосакции. Зарядные устройства часто имеют ограничение на количество заряжаемых ячеек, а также на максимальный зарядный ток (по этой причине может быть удобно использовать Y-образный жгут на батареях меньшего размера).Общее практическое правило для безопасной зарядки – ограничивать скорость заряда до уровня, не превышающего емкость аккумулятора, поэтому аккумулятор емкостью 2000 мАч можно заряжать током до 2 А.

Не оставляйте батареи без присмотра во время цикла зарядки. Следите за ним, и если по какой-либо причине батареи начнут расширяться или неожиданно реагировать, отключите зарядное устройство. Также рекомендуется поместить пакеты в огнеупорный контейнер во время зарядки. Такие продукты, как LipoSack, помогут предотвратить некоторые повреждения, которые могут быть вызваны взрывом липо-упаковки.

Пакеты

обычно имеют ограничения цикла зарядки примерно от 300 до 500 циклов, прежде чем максимальная емкость упадет до 80% от первоначального значения. Емкость также зависит от использования и окружающей среды аккумуляторной батареи.

Балансировка ячеек

Мы обсудили важность тщательного контроля напряжения аккумуляторной батареи, а также важность использования одних и тех же элементов в многоклеточных аккумуляторных батареях. Особенно важно выравнивать напряжения отдельных элементов во время зарядки.Большинство современных липо-упаковок поставляются с балансировочным коннектором. Эти разъемы позволяют зарядным устройствам контролировать напряжение отдельных ячеек. Обнаружив разницу в напряжении ячеек, зарядные устройства могут инициировать цикл балансировки для выравнивания напряжений ячеек. Это поможет обеспечить безопасную и оптимальную производительность, а также долговечность упаковки.

Использование батареи

Lipos имеют уникальную, почти плоскую кривую разгрузки (рис. 6). Напряжение батареи будет оставаться достаточно линейным до тех пор, пока не начнет достигать критического напряжения.Благодаря этой характеристике можно определить, когда батарея разряжена. Когда напряжение элемента падает примерно до 3,0 В на элемент, необходимо снять нагрузку с аккумуляторов, чтобы предотвратить повреждение. Чрезмерная разрядка аккумулятора сократит срок службы липо-аккумуляторов. Коммерческие аккумуляторы, такие как те, которые используются в портативных компьютерах, имеют схемы защиты, которые предотвращают эту проблему. Однако в исходных аккумуляторных блоках, таких как те, которые используются в индустрии радиоуправления, нет встроенных защитных схем.Некоторые компоненты радиоуправления, такие как регуляторы скорости, будут иметь ограниченную защиту. Важно правильно контролировать эти батареи, особенно если они питают критические системы.

Большинство систем отключения аккумуляторов предназначены для отключения липидов при напряжении около 3 В (на элемент). Когда аккумуляторные элементы достигают критически низкого напряжения, аккумулятор должен быть полностью отключен от электрической цепи. Обычно это значение составляет от 2,7 В до 2,5 В в зависимости от химического состава батареи.По этой причине избегайте пайки липоэлементов непосредственно в вашу систему. При выборе разъемов убедитесь, что они выдерживают необходимые токи разряда. Разъем должен выдерживать большой ток и иметь низкое сопротивление, чтобы предотвратить перегрев. Плохое соединение может привести к изгибу и слиянию разъемов.

Разъемы

В приведенном ниже списке перечислены стандартные липо-разъемы, каждый с максимальным номинальным током.

Существует множество других универсальных и проприетарных разъемов.В любом приложении настоятельно рекомендуется использовать поляризованные разъемы.

Сейф

Держите батареи отключенными. Это предотвратит чрезмерную разрядку аккумуляторных батарей какими-либо слабыми токами. Хранение аккумуляторных блоков в огнестойком контейнере, таком как упомянутый выше LipoSack, также является разумной идеей. Используйте эти контейнеры также во время транспортировки. Поврежденные или изношенные элементы могут воспламенить огонь даже после того, как они некоторое время находятся в инертном состоянии.

Сводка

В целом эти упаковки довольно прочные и имеют приличный срок хранения при правильном обращении.Соблюдайте меры предосторожности, представленные здесь, чтобы избежать опасностей, и вы сможете воспользоваться всеми преимуществами липо-аккумуляторов.

Мы надеемся, что это руководство было для вас чем-то полезно. Если вы обнаружите какую-либо информацию, которая может быть неверной или устаревшей, сообщите нам, чтобы мы могли обновить ее для других читателей. Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь обращаться к нам.

Литий-ионные батареи

и свинцово-кислотные: как они сравниваются?

Время чтения: 4 минуты

Если вы рассматриваете вариант домашнего накопителя энергии, есть несколько типов батарей на выбор. В этой статье мы сравним два наиболее распространенных варианта батарей в паре с солнечными установками: литий-ионные и свинцово-кислотные.

Сэкономьте тысячи на установке солнечных батарей и аккумуляторов

Обзор литий-ионных и свинцово-кислотных аккумуляторов

Аккумуляторные батареи становятся все более популярным дополнением к системам солнечной энергии. Двумя наиболее распространенными типами химии батарей являются литий-ионные и свинцово-кислотные. Как следует из их названия, литий-ионные батареи сделаны из металлического лития, а свинцово-кислотные батареи сделаны из свинца.

Эти различия в химическом составе приводят к различиям в производительности и стоимости. Хотя и литий-ионные, и свинцово-кислотные батареи могут быть эффективными решениями для хранения, вот как они складываются в сравнении в ключевых категориях:

Литий-ионные и свинцово-кислотные батареи: кто победит?

	Литий-ионный	Свинцово-кислотный
Стоимость		X
Емкость	X
X
Срок службы	X

В большинстве случаев технология литий-ионных аккумуляторов превосходит свинцово-кислотные благодаря своей надежности и эффективности, а также другим характеристикам. Однако в случае небольших автономных систем хранения, которые не используются регулярно, могут быть предпочтительны менее дорогие свинцово-кислотные аккумуляторы.

Подробно: как сравнить литий-ионные и свинцово-кислотные аккумуляторы?

Литий-ионные и свинцово-кислотные батареи могут эффективно накапливать энергию, но каждая из них имеет уникальные преимущества и недостатки. Вот несколько важных моментов для сравнения, которые следует учитывать при выборе типа батареи:

Стоимость

Единственная категория, в которой свинцово-кислотные батареи, по-видимому, превосходят литий-ионные, – это их стоимость.Система свинцово-кислотных аккумуляторов может стоить на сотни или тысячи долларов меньше, чем литий-ионная установка аналогичного размера – литий-ионные батареи в настоящее время стоят от 5000 до 15000 долларов, включая установку, и этот диапазон может быть выше или ниже в зависимости от размера система вам нужна.

Хотя свинцово-кислотные аккумуляторы обычно имеют более низкие затраты на приобретение и установку по сравнению с литий-ионными аккумуляторами, срок службы литий-ионных аккумуляторов уравновешивает масштабы. Ниже мы опишем другие важные особенности каждого типа батарей, которые следует учитывать, и объясним, почему эти факторы способствуют общему более высокому значению для систем литий-ионных батарей.

Емкость

Tesla Powerwall 2 – одна из самых популярных литий-ионных солнечных батарей

Емкость батареи – это мера того, сколько энергии может быть сохранено (и в конечном итоге разряжено) батареей. Хотя показатели емкости различаются в зависимости от модели аккумулятора и производителя, доказано, что технология литий-ионных аккумуляторов имеет значительно более высокую плотность энергии, чем свинцово-кислотные аккумуляторы. Это означает, что в литий-ионной батарее можно хранить больше энергии, используя то же физическое пространство.Поскольку вы можете хранить больше энергии с помощью литий-ионной технологии, вы можете разряжать больше энергии, тем самым обеспечивая питание большего количества приборов в течение более длительных периодов времени.

Глубина разряда

Глубина разряда батареи – это процент заряда батареи, из которого можно безопасно разрядить энергию без повреждения батареи. Хотя использование 85 или более процентов от общей емкости литий-ионной батареи за один цикл является нормальным, свинцово-кислотные батареи не должны разряжаться более чем на 50 процентов, так как это отрицательно сказывается на сроке службы батареи.Превосходная глубина разряда, возможная при использовании литий-ионной технологии, означает, что литий-ионные аккумуляторы имеют еще более высокую эффективную емкость , чем свинцово-кислотные варианты, особенно с учетом более высокой плотности энергии в литий-ионной технологии, упомянутой выше.

Эффективность

Эффективность батареи, как и эффективность солнечных панелей, является важным показателем, который следует учитывать при сравнении различных вариантов. Большинство литий-ионных аккумуляторов имеют КПД 95 или более процентов, что означает, что фактически можно использовать 95 или более процентов энергии, хранящейся в литий-ионном аккумуляторе.И наоборот, свинцово-кислотные батареи демонстрируют КПД примерно от 80 до 85 процентов. Батареи с более высоким КПД заряжаются быстрее, и, как и глубина разряда, повышенная эффективность означает более высокую эффективную емкость аккумулятора.

Срок службы

Батареи также похожи на солнечные панели в том, что они со временем разрушаются и становятся менее эффективными с возрастом. Разрядка аккумулятора для питания вашего дома или бытовой техники, а затем его подзарядка солнечной энергией или сетью считается одним «циклом».Цифры варьируются от исследования к исследованию, но литий-ионные батареи обычно служат в несколько раз больше, чем свинцово-кислотные батареи, что приводит к более длительному эффективному сроку службы литий-ионных продуктов.

Когда следует устанавливать свинцово-кислотную батарею по сравнению с литиево-ионной батареей?

Если вам нужна система резервного питания, эффективными вариантами могут быть как свинцово-кислотные, так и литий-ионные батареи. Однако, как правило, установка литий-ионного аккумулятора является правильным, учитывая множество преимуществ этой технологии – более длительный срок службы, более высокую эффективность и более высокую плотность энергии. Несмотря на более высокие первоначальные затраты, литий-ионные аккумуляторы обычно более ценны, чем свинцово-кислотные.

Один из случаев, когда свинцово-кислотные батареи могут быть лучшим решением, – это сценарий с автономной солнечной установкой, которая используется не очень часто. Например, использование свинцово-кислотного аккумулятора на лодке или жилом автофургоне в качестве резервного источника питания, который используется только раз в месяц или около того, является менее дорогим вариантом, чем литий-ионный, и из-за более низкой скорости использования вы избежите многих недостатков свинцово-кислотных технологий, таких как более короткий срок их службы.

Хранение и солнечная энергия хорошо сочетаются друг с другом – сравните предложения сегодня

При любой крупной покупке, такой как солнечная батарея и батареи (в паре или по отдельности), вы должны рассмотреть свои варианты. Вы можете зарегистрироваться на торговой площадке EnergySage, чтобы получать расценки на установку солнечных батарей под ключ от предварительно проверенных местных установщиков солнечных батарей. Если вы хотите подключить аккумуляторную батарею к своей системе, мы рекомендуем добавить примечание в настройках своего аккаунта, указав, что вас интересуют цены и информация о батареях.Даже если установщик солнечных батарей не устанавливает батареи самостоятельно, он может спроектировать систему солнечных панелей, чтобы вы могли добавить батарею позже.

объем накопителя

Узнайте, сколько стоит солнечная энергия + накопитель в вашем районе в 2021 году

Какая литиевая батарея лучше всего подходит для электромобилей?

В мире аккумуляторных технологий за последние 30 лет произошел очень значительный прогресс. При всем сумасшествии, связанном с продвижением электромобилей, возникают вопросы о том, какая батарея лучше.

В этой статье я хочу рассказать о том, что я знаю о литиевом семействе, и о том, что я считаю лучшим на данный момент.

Литий-ионный, литий-полимерный, литий-железо-фосфатный
Начнем с LiPo или литиевого полимера. Технология LiPo получает плохую репутацию по нескольким причинам. Литий-полимерный в этом трио является горячим.

В экстремальных условиях (например, если батареи разорвутся в результате аварии транспортного средства), тепловой разгон может полностью поглотить все окружающее.

Литий-ионный аккумулятор

, который был обнаружен во многих электромобилях и гибридах, также имеет свой маленький грязный секрет. Когда я говорю «грязный», я имею в виду вредный.

Кобальт, который используется в производственном процессе, чрезвычайно вреден для окружающей среды при добыче. Добыча кобальта – одна из причин, по которой литий получает такую ​​плохую репутацию, и многие люди стыдятся электромобилей.

Литиевые шахты, несомненно, вредны для окружающей среды, но и добыча нефти тоже. Когда дело доходит до этого, мы меняем одну форму загрязнения на другую.Мы можем усовершенствовать транспорт, чтобы найти способ получать больше энергии с большей чистотой.

Литий-железо-фосфат

не такой энергоемкий и имеет более низкое рабочее напряжение, чем любой из двух упомянутых братьев и сестер. Хотя он кажется спокойным и крутым, у него есть свои преимущества.

Справедливость по этому поводу означает, что под давлением LiFePO становится гораздо более безопасным аккумулятором. При экстремальных импульсных испытаниях у LiFePo был наименьший тепловой разгон; на самом деле он почти не загорелся. С точки зрения безопасности это король.

LiFePo также не использует кобальт, что делает его более чистым аккумулятором для производства и использования в автомобильной промышленности.

Заключение
В зависимости от того, что вы хотите от батареи, LiFePo – отличный аккумулятор. LiPo аккумуляторы действительно хороши для таких вещей, как радиоуправляемые автомобили и небольшие приложения. Литий-ионный аккумулятор, хотя и хорошо изученный, все же заставляет меня нервничать.

Очевидно, что производители автомобилей не хотят автомобильных пожаров, поэтому не думайте, что литий-ионные аккумуляторы ужасны.Технология безопасна, но LiFePo – более безопасный выбор.

Спасибо за внимание. Жду встречи с вами в следующей статье. Что лучше: Gen 3 или Gen 4?

Узнайте об этой дикой новой технологии аккумуляторов, которую предлагает Tesla, и о том, почему она навсегда изменит автомобильную промышленность.

Питер Нилсон – автомобильный консультант, специализирующийся на электромобилях и технологиях гибридных аккумуляторов. Он имеет степень бакалавра наук в области технологий обслуживания автомобилей в Государственном университете Вебера.С Питером можно связаться в Linkedin, и вы можете написать ему в Твиттере на The_hybrid_guy в Twitter. Найдите его страницу в Facebook на сайте Certified Auto Consulting. Читайте больше историй Питера в репортаже Toyota на Torque News. Поищите Toyota Prius Torque News , чтобы получить более подробную информацию о Prius от наших репортеров.

Как мы доберемся до следующего большого прорыва в области аккумуляторных батарей – Quartz

Вы читаете эксклюзивную статью Quartz, доступную всем читателям в течение ограниченного времени. Чтобы разблокировать доступ ко всем Quartz, станьте участником.

Электрические самолеты могут быть будущим авиации. Теоретически они будут намного тише, дешевле и чище, чем те самолеты, которые есть у нас сегодня. Электрические самолеты с дальностью полета 1000 км (620 миль) на одной зарядке могут использоваться сегодня для половины всех рейсов коммерческих самолетов, сокращая глобальные выбросы углерода в авиации примерно на 15%.

То же самое и с электромобилями. Электромобиль – это не просто более чистая версия своего кузена, извергающего загрязнения. По сути, это лучший автомобиль: его электродвигатель мало шумит и молниеносно реагирует на решения водителя.Зарядка электромобиля обходится намного дешевле, чем оплата эквивалентного количества бензина. Электромобили могут быть построены с небольшим количеством движущихся частей, что удешевляет их обслуживание.

Так почему же электромобили уже не повсюду? Это связано с тем, что батареи дороги, поэтому первоначальная стоимость электромобиля намного выше, чем стоимость аналогичной модели с бензиновым двигателем. И если вы не водите много, экономия на бензине не всегда компенсирует более высокие первоначальные затраты. Короче говоря, электромобили по-прежнему не экономичны.

Точно так же современные батареи не обладают достаточной энергией по весу или объему для питания пассажирских самолетов. Нам все еще нужны фундаментальные прорывы в аккумуляторных технологиях, прежде чем это станет реальностью.

Портативные устройства с батарейным питанием изменили нашу жизнь. Но есть еще много вещей, которые могут вывести из строя батареи, если бы только более безопасные, более мощные и энергоемкие батареи могли быть сделаны дешево. Никакой закон физики не исключает их существования.

И все же, несмотря на более чем двухвековые тщательные исследования с момента изобретения первой батареи в 1799 году, ученые до сих пор не до конца понимают многие основы того, что именно происходит внутри этих устройств.Что мы действительно знаем, так это то, что, по сути, есть три проблемы, которые необходимо решить, чтобы батареи действительно снова изменили нашу жизнь: мощность, энергия и безопасность.

Не существует универсальной литий-ионной батареи

Каждая батарея имеет два электрода: катод и анод. Большинство анодов литий-ионных аккумуляторов изготовлены из графита, но катоды изготавливаются из различных материалов, в зависимости от того, для чего будет использоваться аккумулятор. Ниже вы можете увидеть, как различные материалы катода меняют работу типов батарей по шести параметрам.

Проблема питания

В просторечии люди используют термины «энергия» и «мощность» как синонимы, но при разговоре об аккумуляторах важно различать их. Мощность – это скорость, с которой может высвобождаться энергия.

Батарея, достаточно сильная, чтобы запустить и удержать в воздухе коммерческий самолет на расстояние 1000 км, требует большого количества энергии, чтобы высвободиться за очень короткое время, особенно во время взлета. Так что дело не только в накоплении большого количества энергии, но и в способности очень быстро извлекать эту энергию.

Решение проблемы энергоснабжения требует от нас заглянуть в черный ящик коммерческих аккумуляторов. Будет немного занудно, но терпи меня. Новые аккумуляторные технологии часто преувеличиваются, потому что большинство людей не уделяют должного внимания деталям.

Самая современная химия батарей, которая у нас есть в настоящее время, – это литий-ионные. Большинство экспертов сходятся во мнении, что никакая другая химия не сможет подорвать ионно-литиевый сплав еще по крайней мере еще десять или более лет. Литий-ионный аккумулятор имеет два электрода (катод и анод) с сепаратором (материал, который проводит ионы, но не электроны, предназначен для предотвращения короткого замыкания) в середине и электролит (обычно жидкий) для обеспечения обратного потока ионов лития и вперед между электродами.Когда батарея заряжается, ионы перемещаются от катода к аноду; когда батарея питает что-то, ионы движутся в противоположном направлении.

Представьте себе две буханки нарезанного хлеба. Каждая буханка – это электрод: левый – катод, а правый – анод. Предположим, что катод состоит из пластин никеля, марганца и кобальта (NMC) – одного из лучших в своем классе – и что анод состоит из графита, который по сути представляет собой слоистые листы или пластинки атомов углерода. .

В разряженном состоянии, то есть после того, как энергия была истощена, в буханке NMC между каждым ломтиком находятся ионы лития. Когда батарея заряжается, каждый ион лития извлекается из промежутков между пластинами и вынужден проходить через жидкий электролит. Сепаратор действует как контрольно-пропускной пункт, гарантирующий, что только ионы лития проходят через графитовую буханку. При полной зарядке в катодной буханке батареи не останется ионов лития; все они будут аккуратно зажаты между ломтиками графитового хлеба.Когда энергия батареи расходуется, ионы лития возвращаются к катоду, пока на аноде не останется ни одного. Вот тогда и нужно снова зарядить аккумулятор.

Емкость аккумулятора в основном определяется скоростью этого процесса. Но не так-то просто увеличить скорость. Слишком быстрое извлечение ионов лития из катодной буханки может привести к появлению дефектов на ломтиках и, в конечном итоге, к их разрушению. Это одна из причин, почему чем дольше мы пользуемся смартфоном, ноутбуком или электромобилем, тем хуже время автономной работы.Каждая зарядка и разрядка заставляют буханку немного ослабевать.

Над решением проблемы работают разные компании. Одна из идей – заменить слоистые электроды чем-то более прочным. Например, 100-летняя швейцарская компания по производству аккумуляторов Leclanché работает над технологией, в которой используется фосфат лития-железа (LFP), который имеет структуру «оливина» в качестве катода, и оксид титаната лития (LTO), который имеет Структура «шпинель», как анод. Эти структуры лучше справляются с потоком ионов лития в материал и из него.

Leclanché в настоящее время использует свои аккумуляторные элементы в автономных складских вилочных погрузчиках, которые можно полностью зарядить за девять минут. Для сравнения: лучший нагнетатель Tesla может зарядить автомобильный аккумулятор Tesla примерно до 50% за 10 минут. Leclanché также внедряет свои батареи в Великобритании для быстрой зарядки электромобилей. Эти батареи находятся на зарядной станции, медленно потребляя небольшое количество энергии в течение длительного периода времени из сети, пока они не будут полностью заряжены. Затем, когда автомобиль стыкуется, аккумуляторы док-станции быстро заряжают аккумулятор автомобиля.Когда машина уезжает, аккумулятор станции снова начинает заряжаться.

Такие усилия, как шоу Лекланше, можно изменить с химическим составом батарей, чтобы увеличить их мощность. Тем не менее, никто еще не построил батарею, достаточно мощную, чтобы быстро доставить энергию, необходимую коммерческому самолету для преодоления гравитации. Стартапы стремятся строить самолеты меньшего размера (вмещающие до 12 человек), которые могли бы летать на относительно менее энергоемких батареях, или электрические гибридные самолеты, где реактивное топливо выполняет тяжелую работу, а батареи – накатом.

Но на самом деле в этой сфере нет ни одной компании, которая могла бы приблизиться к коммерциализации. Кроме того, технический скачок, необходимый для полностью электрического коммерческого самолета, вероятно, займет десятилетия, – говорит Венкат Вишванатан, эксперт по аккумуляторным батареям в Университете Карнеги-Меллона.

Reuters / Alister Doyle

Двухместный электрический самолет, сделанный словенской фирмой Pipistrel, стоит у ангара в аэропорту Осло, Норвегия.

Энергетическая проблема

Tesla Model 3, самая доступная модель компании, стоит от 35 000 долларов.Он работает от батареи на 50 кВтч, что стоит примерно 8750 долларов, или 25% от общей стоимости автомобиля.

Это все еще удивительно доступно по сравнению с тем, что было не так давно. По данным Bloomberg New Energy Finance, средняя мировая стоимость литий-ионных аккумуляторов в 2018 году составляла около 175 долларов США за кВтч, что ниже почти 1200 долларов США за кВтч в 2010 году.

По подсчетам Министерства энергетики США, когда стоимость аккумуляторов упадет ниже 125 долларов за кВтч владение и эксплуатация электромобиля будет дешевле, чем бензиновый в большинстве стран мира.Это не означает, что электромобили победят автомобили с бензиновым двигателем во всех нишах и сферах – например, для грузовиков дальнего следования еще нет электрического решения. Но это переломный момент, когда люди начнут отдавать предпочтение электромобилям просто потому, что в большинстве случаев они будут иметь более экономичный смысл.

Один из способов добиться этого – увеличить удельную энергию батарей – втиснуть в аккумуляторную батарею больше киловатт-часов без снижения ее цены. Теоретически это может сделать специалист по производству аккумуляторов, увеличив удельную энергию катода или анода, либо того и другого.

Самый энергоемкий катод на пути к коммерческой доступности – это NMC 811 (каждая цифра в номере представляет собой соотношение никеля, марганца и кобальта, соответственно, в смеси). Это еще не идеально. Самая большая проблема заключается в том, что он может выдержать только относительно небольшое количество жизненных циклов заряда-разряда, прежде чем он перестанет работать. Но эксперты прогнозируют, что отраслевые исследования и разработки должны решить проблемы NMC 811 в течение следующих пяти лет. Когда это произойдет, батареи, использующие NMC 811, будут иметь более высокую плотность энергии на 10% или более.

Однако увеличение на 10% – это не так уж и много в общей картине.
И хотя серия инноваций за последние несколько десятилетий подтолкнула энергетическую плотность катодов еще выше, аноды – это то, где открываются самые большие возможности в области плотности энергии.

Графит был и остается доминирующим анодным материалом. Он дешевый, надежный и относительно энергоемкий, особенно по сравнению с современными катодными материалами. Но он довольно слаб, если сопоставить его с другими потенциальными материалами анода, такими как кремний и литий.

Кремний, например, теоретически намного лучше поглощает ионы лития в виде графита. Вот почему ряд производителей аккумуляторов пытаются добавить кремний вместе с графитом в свои конструкции анодов; Генеральный директор Tesla Илон Маск сказал, что его компания уже делает это в своих литий-ионных батареях.

Большим шагом была бы разработка коммерчески жизнеспособного анода, полностью сделанного из кремния. Но у этого элемента есть черты, которые затрудняют это. Когда графит поглощает ионы лития, его объем не сильно меняется.Однако кремниевый анод по тому же сценарию набухает в четыре раза по сравнению с исходным объемом.

К сожалению, вы не можете просто увеличить корпус, чтобы приспособиться к этому вздутию, потому что расширение разрушает то, что называется «межфазной границей твердого электролита», или SEI, кремниевого анода.

SEI можно рассматривать как своего рода защитный слой, который анод создает для себя, подобно тому, как железо образует ржавчину, также известную как оксид железа, для защиты от элементов: когда вы оставляете кусок недавно кованое железо снаружи, оно медленно вступает в реакцию с кислородом воздуха, образуя ржавчину.Под слоем ржавчины остальная часть железа не постигает та же участь и, таким образом, сохраняет структурную целостность.

В конце первого заряда батареи электрод образует собственный слой «ржавчины» – SEI, отделяющий неэродированную часть электрода от электролита. SEI предотвращает потребление электрода дополнительными химическими реакциями, гарантируя, что ионы лития могут течь как можно более плавно.

Но с кремниевым анодом SEI ломается каждый раз, когда батарея используется для питания чего-либо, и восстанавливается каждый раз, когда батарея заряжается.И во время каждого цикла зарядки расходуется немного кремния. В конце концов, кремний рассеивается до такой степени, что батарея перестает работать.

За последнее десятилетие несколько стартапов Кремниевой долины работали над решением этой проблемы. Например, подход Sila Nano состоит в том, чтобы заключить атомы кремния в наноразмерную оболочку с большим количеством пустого места внутри. Таким образом, SEI формируется снаружи оболочки, и расширение атомов кремния происходит внутри нее, не разрушая SEI после каждого цикла заряда-разряда.Компания, оцениваемая в 350 миллионов долларов, заявляет, что ее технология будет использоваться в устройствах уже в 2020 году.

Enovix, с другой стороны, применяет особую технологию производства, чтобы подвергнуть 100% кремний анод огромному физическому давлению, заставляя его поглощать меньше ион лития и, таким образом, ограничивает расширение анода и предотвращает разрушение SEI. У компании есть инвестиции от Intel и Qualcomm, и она также ожидает, что к 2020 году ее батареи будут в устройствах.

Эти компромиссы означают, что кремниевый анод не может достичь своей теоретической высокой плотности энергии.Однако обе компании заявляют, что их аноды работают лучше, чем графитовые. Третьи стороны в настоящее время тестируют аккумуляторы обеих фирм.

Tesla

В 2020 году новый Tesla Roadster станет первым электромобилем, который может проехать 1000 км (620 миль) на одной зарядке.

Проблема безопасности

Все молекулярные переделки, предпринятые для накопления большего количества энергии в батареях, могут происходить за счет безопасности. С момента своего изобретения литий-ионный аккумулятор вызывает головные боли из-за того, как часто он воспламеняется.Например, в 1990-х годах канадская компания Moli Energy выпустила на рынок литий-металлический аккумулятор для использования в телефонах. Но в реальном мире его батареи начали воспламеняться, и Moli был вынужден отозвать свой заказ и, в конечном итоге, объявить о банкротстве. (Некоторые из его активов были куплены тайваньской компанией, и она до сих пор продает литий-ионные батареи под торговой маркой E-One Moli Energy.) Совсем недавно смартфоны Samsung Galaxy Note 7, которые были сделаны с современными литий-ионными батареями, начали взрываться. в карманах людей.В результате отзыв продукции в 2016 году обошелся южнокорейскому гиганту в 5,3 миллиарда долларов.

Современные литий-ионные батареи по-прежнему сопряжены с определенными рисками, поскольку в них почти всегда используются легковоспламеняющиеся жидкости в качестве электролита. Одна из прискорбных (для нас, людей) причуд природы заключается в том, что жидкости, способные легко переносить ионы, также имеют более низкий порог воспламенения. Одно из решений – использовать твердые электролиты. Но это означает другие компромиссы. Конструкция батареи может легко включать жидкий электролит, который контактирует с каждым битом электродов, что позволяет эффективно переносить ионы.С твердыми телами намного сложнее. Представьте, что вы бросаете пару кубиков в чашку с водой. А теперь представьте, что те же кости бросают в чашку с песком. Очевидно, что вода будет касаться гораздо большей площади поверхности игральных костей, чем песок.

До сих пор коммерческое использование литий-ионных батарей с твердыми электролитами ограничивалось приложениями с низким энергопотреблением, такими как датчики, подключенные к Интернету. Усилия по расширению масштабов твердотельных батарей, то есть не содержащих жидкий электролит, можно в общих чертах разделить на две категории: твердые полимеры при высоких температурах и керамика при комнатной температуре.

Твердые полимеры при высоких температурах

Полимеры представляют собой длинные цепочки молекул, связанных вместе. Они очень распространены в повседневном использовании – например, одноразовые полиэтиленовые пакеты делают из полимеров. Когда некоторые типы полимеров нагреваются, они ведут себя как жидкости, но без воспламеняемости жидких электролитов, используемых в большинстве батарей. Другими словами, они обладают высокой ионной проводимостью, как жидкий электролит, без каких-либо рисков.

Но у них есть ограничения.Они могут работать только при температуре выше 105 ° C (220 ° F), что означает, что они не подходят, например, для смартфонов. Но их можно использовать, например, для хранения энергии от сети в домашних батареях. По крайней мере, две компании – SEEO (США) и Bolloré (Франция) – разрабатывают твердотельные батареи, в которых в качестве электролита используются высокотемпературные полимеры.

Керамика при комнатной температуре

За последнее десятилетие два класса керамики – LLZO (оксид лития, лантана и циркония) и LGPS (литий, германий, сульфид фосфора) – показали почти такие же хорошие проводящие ионы при комнатной температуре. как жидкости.

Toyota, а также стартап из Кремниевой долины QuantumScape (который в прошлом году привлек 100 миллионов долларов от Volkswagen) работают над внедрением керамики в литий-ионные батареи. Включение крупных игроков в пространство указывает на то, что прорыв может быть ближе, чем многие думают.

«Мы очень близки к тому, чтобы увидеть что-то реальное [с использованием керамики] через два или три года», – говорит Вишванатан из Карнеги-Меллона.

Закон о балансе

Аккумуляторы – это уже большой бизнес, и их рынок продолжает расти.Все эти деньги привлекают множество предпринимателей с еще большим количеством идей. Но стартап с аккумуляторными батареями – сложная ставка – они терпят неудачу даже чаще, чем компании-разработчики программного обеспечения, которые известны своим высоким уровнем отказов. Это потому, что инновации в области материаловедения – это сложно.

На данный момент химики по производству аккумуляторов обнаружили, что, когда они пытаются улучшить одну характеристику (например, плотность энергии), им приходится идти на компромисс с другой характеристикой (например, безопасностью). Такой баланс означает, что прогресс на каждом фронте был медленным и чреват проблемами.

Но если внимательнее присмотреться к проблеме – по мнению Йет-Мин Чанга из Массачусетского технологического института, сегодня в США в три раза больше ученых по батареям, чем всего 10 лет назад, – шансы на успех возрастают. Потенциал аккумуляторов остается огромным, но, учитывая предстоящие задачи, лучше относиться к каждому заявлению о новых аккумуляторах с хорошей долей скептицизма.

LiPo аккумулятор против 18650 Battery_Greenway аккумулятор

Аккумулятор LiPo, литий-полимерный аккумулятор или литий-ионный полимерный аккумулятор – это перезаряжаемый аккумулятор, основанный на литий-ионной технологии, в которой используется полимерный электролит.С другой стороны, 18650 также является типом перезаряжаемой батареи, основанной на литий-ионной технологии. Фактически, 18650 – это литий-ионный аккумулятор размером 18 х 65 мм. Название батареи относится к размеру литий-ионного аккумулятора.

Если вам интересно узнать о ключевых различиях между батареей LiPo и батареей 18650, то вы попали в нужное место. Вот полная информация о батарее LiPo Battery Vs 18650, которая поможет вам понять, что лучше и для каких приложений.

Итак, приступим –

Что лучше, LiPo аккумулятор или 18650?

Чтобы понять, какой из них лучше: LiPo аккумулятор или аккумулятор 18650, вам нужно сначала понять ключевое различие между ними.

В литий-ионной батарее 18650 нет схемы защиты, что является самым большим различием между LiPo и 18650 батареей. Пока батарея 18650 использует одинаковую марку и одинаковую емкость, срок службы батареи не так уж велик.Кроме того, схема защиты спроектирована в корпусе задней панели питания и, таким образом, требует восстановления конструкции защиты питания.

Показатели безопасности LiPo аккумуляторов лучше, но цена на них значительно выше, чем у литий-ионных аккумуляторов 18650 той же емкости. Причем емкость аккумулятора 18650 может быть выше, чем у литий-полимерных аккумуляторов. Но, если его схема защиты идеально спроектирована, то аккумуляторная батарея 18650 также является очень экономичным вариантом.

Теперь давайте поговорим о структуре и внешнем виде обеих батарей, чтобы лучше понять, какая из них лучше –

· Строение

Полное название LiPo-аккумулятора должно быть «литий-ионный полимерный аккумулятор. Таким образом, кажется, что это действительно литий-полимерный аккумулятор, литий-ионный аккумулятор. Что касается самой большой разницы между батареями LiPo и 18650, разница используется только в типе электролита. Литий-ионный аккумулятор -18650 аккумулятор представляет собой жидкий электролит.С другой стороны, в литий-ионных полимерных батареях вместо них используется твердый полимерный электролит. Полимер может быть твердым или полутвердым.

· Внешний вид

Большинство доступных сегодня смартфонов мощные, с использованием литий-ионного аккумулятора цилиндрической формы 18650 или двух аккумуляторов – литий-полимерного блока.

Как вы теперь можете видеть, самая заметная разница между батареей 18650 и литий-полимерной батареей – это химический электролит между их отрицательным и положительным электродами.Итак, что лучше? Действительно, и у LiPo, и у 18650 есть свои плюсы и минусы. Как мы упоминали ранее, литий-полимерный аккумулятор лучше, когда речь идет о характеристиках безопасности. Но емкость аккумулятора 18650 лучше. Итак, что лучше? Это зависит от того, для какого приложения вы хотите его использовать.

Итак, продолжайте читать, чтобы узнать о применении LiPo и аккумулятора 18650.

Какие устройства вы используете LiPo аккумулятор или 18650?

LiPo аккумулятор можно использовать для устройств –

· Телекоммуникационные устройства – умные часы, смартфоны, рации и т. Д.

· Электроника для развлечений – MP3, MP4, смарт-видео стекло, портативный мини-телевизор, беспроводной динамик, смарт-бутылка, GPS-трекер, нагревательные перчатки и т. Д.

· Светотехническая продукция – фонарик, фонарик, аварийное освещение, умный светодиодный светильник и т. Д.

· Электромобили – электровелосипед, электромобиль, электрический мотоцикл и т. Д.

· Контрольно-измерительные приборы – портативный медицинский монитор, датчик температуры, датчик давления, датчик твердости и т. Д.

· Солнечная энергия и накопители – накопители солнечной энергии, уличные солнечные фонари, портативные солнечные батареи, портативные электростанции и т.

· Смарт-карты – карта безопасности обратной учетной записи, смарт-кредитная карта и т.

· Радиоуправляемые модели – радиоуправляемые самолеты, гоночные мотоциклы и др.

Аккумулятор 18650 можно использовать для устройств –

· Портативные электронные устройства – смартфоны, планшеты, ноутбуки и т. Д.

· Светотехническая продукция – фонарик, фонарик и др.

· Аварийный переносной источник питания

· Электромотоциклы, электромобили и легкие силовые элементы

· Многие другие приложения

Преимущества и ограничения LiPo батареи и 18650:

Хочешь верь, хочешь нет….Если вы хотите иметь четкое представление о том, какой аккумулятор LiPo или 18650 лучше для вашего устройства, вам нужно знать как плюсы, так и минусы обоих аккумуляторов.

Сначала поговорим о LiPo аккумуляторе –

.

Как правило, преимуществом литий-ионных аккумуляторов 18650 является их высокая удельная мощность и отсутствие так называемого эффекта памяти (когда аккумулятор становится все труднее заряжать со временем). Более того, нельзя не учитывать их значительно более низкую стоимость по сравнению с литий-полимерным аккумулятором.Короче говоря, аккумулятор 18650 невероятно эффективен. Однако литий-ионные аккумуляторы 18650 нестабильны по своей природе, стареют и довольно опасны по сравнению с LiPo. Если барьер, разделяющий отрицательный и положительный электроды, когда-либо будет нарушен, химическая реакция может вызвать пожар.

Но литий-ионные аккумуляторы 18650 стали популярными для большинства потребительских приложений. Хотя качественные литий-ионные аккумуляторы 18650 безопасны в использовании, вы должны быть осторожны при покупке безымянных брендов.

С другой стороны, LiPo-батареи, как правило, гибкие и прочные, особенно когда речь идет о форме и размере их конструкции. Они также легкие, имеют очень низкий профиль и меньшую вероятность утечки электролита. Но они тоже не идеальны – у них гораздо больше опыта в производстве, и у них нет такой же плотности энергии и срока службы, как у аккумуляторов 18650.

Короче LiPo аккумулятор –

Преимущества

· Низкий профиль

· Гибкий и прочный

· Хорошие показатели безопасности

Ограничения

· Дороговизна в производстве

· Меньший срок службы

· Хранит меньше энергии

Короче на аккумулятор 18650 –

Преимущества

· Высокая удельная мощность

· Снижение затрат

· Без эффекта памяти

Ограничения

· Может гореть

· Опыт старения

Это все о батарее LiPo Vs 18650.Как видите, аккумуляторы LiPo и 18650 востребованы в широком спектре приложений. Мы надеемся, что наше руководство предоставило вам достаточно информации, чтобы помочь вам решить, какой из них лучше использовать для вашего устройства.

LiPo батареи: руководство пользователя дрона

Вывести свой дрон в первое путешествие может быть почти духовным опытом, когда вы увидите, как этот величественный самолет выполняет ваши команды (надеюсь), как вы разделяете мечту братьев Райт. Однако, если вы не выберете, не установите и не обслужите свои литий-полимерные батареи, ваше первое путешествие может потерпеть неудачу и сгореть с первого запуска.И мы не используем «ожог» как метафору! В то время как беспилотные летательные аппараты по-прежнему имеют тенденцию к короткому времени полета, беспилотные летательные аппараты потребительского класса остаются в воздухе дольше, чем когда-либо, благодаря скромной батарее LiPo.

Что такое LiPo?

Для ясности – мы не говорим об операции по липосакции, которую «Бойцовский клуб» так отвратительно изображает. LiPo означает литиевый полимер, и на этом мы остановимся. Цель этой статьи – дать обзор технологии LiPo с большой высоты. Вы можете глубже погрузиться в науку с этим превосходным техническим документом от Jauch Technologies.

Дроны

и LiPo аккумуляторы составляют динамичный дуэт, когда дело доходит до увеличения времени полета в сочетании с меньшим весом и большей гибкостью. Химический состав LiPo обеспечивает более высокую емкость и более высокую скорость разряда. Это означает, что правильно обслуживаемый литий-полимерный аккумулятор может обеспечить вашему дрону большую «мощь» и дольше удерживать его в небе.

В отличие от других аккумуляторных батарей, LiPo батареи практически не разряжаются.Таким образом, они могут храниться в течение 1-2 месяцев и при этом быть готовыми к полету.

Однако химический состав LiPo

немного более летуч, чем аккумуляторы других типов, поэтому при хранении, транспортировке и транспортировке необходимо проявлять особую осторожность. Аккумулятор LiPo, неправильно обслуживаемый должным образом, может стать причиной возгорания.

LiPo против литий-ионного

При исследовании аккумуляторов LiPo вы можете встретить термин «литий-ионный аккумулятор». Они одинаковы? И да и нет.

Конечно, оба состоят из лития (можете ли вы вспомнить их количество в таблице Менделеева, не глядя?).Оба основаны на химических процессах, которые при неправильном обращении могут привести к пожару. Литий-ионные батареи обычно имеют более жесткую конструкцию по сравнению с LiPo.

Многие литий-ионные модели напоминают батарею (элемент) АА немного большего размера, и несколько ячеек часто помещаются в жесткий пластиковый пакет для более энергоемкого использования (как в ноутбуках). Литий-ионные аккумуляторы в основном используются в электроинструментах, компьютерах и мобильных телефонах.

Резкое различие между ними сводится к гибкости (и, пожалуйста, не кипятись).Как отмечалось выше, литий-ионные аккумуляторы производятся в более жестких корпусах, и их нельзя формовать в таком количестве конфигураций, как LiPo.

Батареи

LiPo не подвержены утечкам, потому что они обычно покрыты алюминиевой пластиковой пленкой, которая более прочна, чем корпуса литий-ионных аккумуляторов. LiPo имеет меньшую толщину – менее 1 мм.

В зависимости от корпуса, LiPo аккумуляторы обычно на 20-40 процентов легче, чем их более компактные собратья. Они также предлагают более высокую выходную мощность и большую емкость.Короче говоря, LiPo для литий-ионных аккумуляторов – это то же самое, что Арнольд Шварценеггер для … ну, для меня.

Какой LiPo аккумулятор лучше всего подходит для вашего дрона?

Как и на многие другие жизненные вопросы, ответ «зависит от обстоятельств».

Если вы не собираете дрон своими руками, выбор аккумуляторов будет ограничен производителем. Большинство дронов могут работать с аккумуляторами, которые предлагают различную общую продолжительность полета, но ваш выбор все равно будет ограничен максимальной взлетной массой вашего дрона. Само собой разумеется, что чем дольше полет, тем дороже его стоимость.

Выбор подходящего аккумулятора сродни выбору подходящего автомобиля: некоторые люди хотят быстро встать и уехать; другим нужна экономия топлива. Вы любите гонки FPV? Ваш LiPo должен будет обеспечивать более высокую скорость разряда, чтобы получить дополнительный прирост скорости – ищите более высокий рейтинг C. Для более длительного полета могут быть полезны батареи большой емкости, но, опять же, большая продолжительность означает более тяжелую батарею, и компромисс может закончиться стиркой.

Сколько у вас должно быть? Зависит от того, как часто вы летаете и какую миссию выполняете.В полевых условиях неплохо иметь под рукой несколько резервных копий. Это также означает, по крайней мере, покупку пары зарядных устройств.

Хранение, отгрузка и утилизация

Если мы не сказали достаточно – LiPo батареи безопасны, но непостоянны при неправильном обращении. Всегда храните их в огнеупорном месте – вы даже можете купить специальные огнестойкие пакеты. Некоторые специалисты рекомендуют хранить их в металлическом ящике для боеприпасов. Храните LiPo при комнатной температуре при примерно 50-процентном заряде.

Литий-металлические (неперезаряжаемые) элементы и батареи, а также литий-ионные (перезаряжаемые) элементы и батареи отправляются по почте в ограниченных количествах внутри страны воздушным или наземным транспортом, если они установлены или упакованы вместе с оборудованием, для работы с которым они предназначены.Если не оговорено иное, литий-металлические и литий-ионные батареи (без оборудования) могут быть отправлены по почте в ограниченных количествах внутри страны только наземным транспортом, согласно данным почтового отделения США.

FedEx и UPS предлагают интерактивные пошаговые инструкции для определения наилучшего способа доставки LiPo.

Перед утилизацией LiPo необходимо полностью разрядить его. После того, как заряд полностью разрядится, вы можете утилизировать аккумулятор в местном центре утилизации или проверить Call2Recycle, чтобы узнать о других вариантах.

Если аккумулятор сгорел, протек, проколол или корродировал, требуются немедленные действия. Call2Recycle рекомендует следующие шаги:

«Как можно скорее поместите аккумулятор или устройство в негорючий материал, например песок или наполнитель для кошачьего туалета. Проверьте Комиссию по безопасности потребительских товаров или веб-сайт производителя или посетите продавца, у которого вы приобрели его, чтобы узнать, были ли отозваны аккумулятор или устройство. Если да, следуйте инструкциям.

«В качестве альтернативы поместите батарею или устройство (по одному на пакет) в прозрачный пластиковый пакет и отнесите его в центр по переработке бытовых опасных отходов (HHW).Вы также можете обратиться в местный пункт выдачи Call2Recycle, чтобы узнать, принимает ли он поврежденные батареи. Ни в коем случае не выбрасывайте их в мусорное ведро ».

Путешествие с LiPo

Скорее всего, вы путешествуете со своим дроном, потому что планируете его использовать и не пожалеете о том, что транспортировка стоит того; таким образом, одна батарея редко его режет. Пилотам дронов важно знать правила и требования перед тем, как упаковывать оборудование для поездки, поскольку последнее, что вам нужно, – это сдать новенькие LiPo аккумуляторы для дрона, на которые вы уронили пару сотен долларов, вашему дружелюбному местному агенту TSA.

В марте 2019 года FAA объявило о новых правилах перевозки литиевых батарей в самолетах:

«[Новое правило] запрещает перевозку литий-ионных элементов или батарей в качестве груза на пассажирских самолетах. Кроме того, [правило] требует, чтобы литий-ионные элементы и батареи были заряжены не более чем на 30 процентов на борту самолета, предназначенного только для грузовых перевозок ».

Проверяемые сумки и ручная кладь

Пассажирам теперь необходимо перевозить отдельные аккумуляторные батареи с собой в ручной клади.Согласно FAA, «Запасные (неустановленные) литий-ионные и литий-металлические батареи должны перевозиться в ручной клади только . Когда ручная кладь проверяется у выхода на посадку или у самолета, все запасные литиевые батареи должны быть извлечены из сумки и храниться вместе с пассажиром в салоне самолета ». По сути, это означает, что если вы летите один, вам разрешается взять с собой максимум три LiPo батареи. Запланируйте упаковку дрона с установленной батареей в регистрируемую сумку. Если вы летите с друзьями или семьей, не являющимися пилотами дронов, вы всегда можете попросить их взять с собой некоторые из ваших батарей.

Пределы мощности

Литиевые батареи

емкостью более 100 ватт-часов могут перевозиться в ручной клади с разрешения авиакомпании, но ограничиваются двумя запасными батареями на пассажира.

Великая заповедь для владельцев БПЛА проста: «Знай свой дрон». Это означает понимание закона, основ полета, электроники, запчастей и безопасности. Хорошее понимание всех вещей, связанных с батареями, составляет большую часть «знания своего дрона».

Термины LiPo

Как и любая сложная технология, использование LiPo батареи требует некоторого знания нескольких ключевых терминов.

Ячейки и напряжение

Батареи

LiPo собраны из прямоугольных ячеек, которые соединены для получения определенного напряжения. Одна ячейка составляет около 3,6 В; 2 ячейки, 7,2В и так далее. Количество ячеек для вашего стандартного БПЛА будет определяться размером и конструкцией аккумуляторного отсека. У самодельных пилотов, конечно же, будет больше возможностей

Очевидно, что чем больше ячеек, тем выше напряжение и тем больше время полета. Например, DJI предлагает четырехэлементную батарею LiPo для Mavic 2 на 14 единиц.4В на время полета 31 минуту.

Вместимость

Емкость, обычно измеряемая в миллиампер-часах (мАч), определяет, как долго батарея может питать двигатели дрона. Простая математика – чем больше мАч, тем дольше полет. Но есть компромисс – чем больше емкость, тем тяжелее батарея. Еще один тест – DJI предлагает LiPo аккумулятор на 15,2 В для Phantom 4 емкостью 5870 мАч и весом около фунта. Это соответствует примерно 30 минутам полета.

Скорость разряда

Скорость разряда LiPo-аккумулятора определяет скорость извлечения энергии, которая питает двигатели дрона.Возможно, это один из самых важных терминов для понимания – двигатель дрона, который потребляет слишком много энергии (и повреждает батарею), движется в грязный сон.

Скорость разряда измеряется рейтингом C. Как и в большинстве терминов LiPo, большее число означает более тяжелую батарею. Узнав рейтинг C, вы можете рассчитать приблизительное время полета, сначала определив максимальное непрерывное потребление тока батареей (A).

Для расчета: умножьте рейтинг C на мАч (преобразование четырехзначного числа в двухзначное).Это обеспечит потребляемую батареей амперметрию «А».

Пример: 5870 мАч с номиналом 10C будет иметь ток 58,7 А (ток потребления).

Получив эти числа, вы можете вставить их в онлайн-калькулятор, чтобы оценить время полета вашей LiPo батареи.

Мы надеемся, что это руководство вас воодушевило, зарядило и подготовило к решению этой задачи. Если вас интересуют аэрофотосъемка дронов или работа пилотов дронов, или если вы хотите получать больше интересного контента по индустрии дронов от дроногениальности, просто подпишитесь на наши каналы в социальных сетях: YouTube, Twitter, Facebook и Instagram, и подпишитесь на наш список рассылки для регулярных обновлений.

Об авторе

Джейсон Рейган

Джейсон Рейган – технический журналист и создатель контент-маркетинга. С 2014 года Джейсон освещает индустрию коммерческих дронов. Начав свою карьеру журналиста в 1996 году, Джейсон с тех пор написал и отредактировал тысячи интересных новостных статей, сообщений в блогах, пресс-релизов и онлайн-контента. ТВИТТЕР: @JasonPReagan | ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: [email protected]

литий-полимерный аккумулятор преимущества и недостатки

Каковы преимущества и недостатки литий-полимерной батареи?

Литий-ионные полимерные батареи

отличаются от литий-ионных только конструкцией, они могут изготавливаться по той же химии, поэтому имеют практически одинаковые характеристики.Однако у литий-полимерного аккумулятора есть свои характеристики:

Преимущества литий-полимерного аккумулятора:

☆ Повышенная безопасность – Литий-ионные полимерные аккумуляторы с алюминиевой композитной гибкой упаковкой в ​​конструкции отличаются от жидкометаллических корпусов аккумуляторов В случае опасности, жидкостные батареи легко взорвутся, но литий-полимерные батареи в большинстве случаев могут вздуваться, чтобы избежать взрыва.

☆ Гибкие размеры и разнообразная форма – Литий-ионные полимерные элементы могут быть ультратонкими до 1 мм толщиной и собираться в кредитную карту.Также они могут быть изогнутыми, закругленными или другой специальной формы.

☆ Настраиваемый – Не существует стандартных литий-ионных полимерных элементов, таких как литий-ионные 18650, 26650, 14500 …, но они могут быть изготовлены с любыми размерами, чтобы соответствовать вашему применению. И невысокая стоимость разработки новой модели.

У литий-ионной батареи есть и другие преимущества:

☆ Высокая плотность энергии

☆ Маленький и легкий

☆ Низкий саморазряд

☆ Без эффекта памяти

☆ Быстрая зарядка

☆ Высокое напряжение холостого хода

☆ Длительный срок службы

☆ Низкие эксплуатационные расходы

☆ Нет необходимости в заливке

Полимерный аккумулятор

* Набухание или метеоризм – Из-за особой структуры и мягкой упаковки литий-полимерные элементы имеют вероятность набухания примерно на 3, при набухании элемент должен быть экранирован.

* Стоимость выше, чем у литий-ионных – Поскольку нет полностью автоматического оборудования для массового производства, стоимость производства литий-полимерных батарей намного выше, чем литий-ионных элементов.

Остальные недостатки такие же, как у литий-ионной батареи:

* Требуется защита

* Эффект старения

* Проблемы при транспортировке

* Глубокая разрядка

* Проблемы безопасности

* 9000 Чувствительность к высокой температуре

.