Отличие литий ионной батареи от литий полимерной: Чем отличаются литий-полимерные от литий-ионных аккумуляторов? – Интернет-магазин MyPowerbank.com.ua

Содержание

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 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe

на анодах:  С + xLi+ + xe → CLix

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.

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

Neovolt.ru Блог Сравнения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Из-за путаницы названий разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором, когда речь идёт о портативной электронике, по факту минимальная. Давайте остановимся подробнее на слабых и сильных сторонах каждого типа АКБ.

Плюсы литий-ионной (Li-Ion) батареи

  • высокая плотность
  • нет эффекта памяти
  • низкая стоимость

Минусы литий-ионной (Li-Ion) батареи

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

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

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

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

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

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

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

Узнайте больше об аккумуляторах

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

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

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

Российские химики создали новый тип аккумулятора, который заряжается в 10 раз быстрее литий-ионного

Современный мир немыслим без литий-ионных аккумуляторов. Они используются в широком спектре устройств — от смартфонов до электромобилей. При этом у аккумуляторов литий-ионного типа имеется и ряд серьезных недостатков. Среди них возможное возгорание, потеря емкости на холоде, а также существенная угроза экологии при утилизации исчерпавших свой ресурс батарей.

По словам руководителя группы ученых, профессора кафедры электрохимии СПбГУ Олега Левина, в качестве материалов, которые могли бы стать основой для новых аккумуляторов, химики рассматривают редокс-активные нитроксилсодержащие полимеры. Им свойственны высокая плотность энергии (количество энергии на единицу объема) и скорость зарядки и разрядки в результате окислительно-восстановительных реакций. Использование таких полимеров затрудняет их недостаточная электрическая проводимость — она препятствует накоплению заряда даже при использовании добавок с высокой проводимостью, например угля.

Чтобы решить эту проблему, ученые СПбГУ синтезировали полимер на основе комплекса никель-сален (NiSalen). Молекулы этого полимера выступают в качестве молекулярной проволоки, на которую прикреплены энергоемкие нитроксильные фрагменты. Такая молекулярная архитектура материала позволяет добиться одновременно высоких мощностных, емкостных и низкотемпературных характеристик.

«Концепция этого материала возникла у нас в 2016 году. В это время мы начали заниматься фундаментальным проектом «Электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов на базе металлорганических полимеров», поддержанным грантом Российского научного фонда. Когда мы исследовали механизм переноса заряда в этом классе соединений, оказалось, что у них есть два направления развития. Первое — они могут использоваться в качестве защитных слоев в связке с традиционными материалами литий-ионных батарей. И второе — они сами могут стать активным компонентом электрозапасающих материалов», — рассказывает Олег Левин. 

Разработка полимера заняла более трех лет. В первый год работы ученые проверяли концепцию нового материала: смешивали отдельные компоненты, моделирующие проводящую цепь, и редокс-активные нитроксилсодержащие полимеры. Им важно было убедиться, что все части структуры работают вместе и усиливают друг друга. После этого начался этап синтеза вещества, который стал самым сложным в создании нового материала. Дело в том, что в нем задействованы чувствительные компоненты, которые легко могут разрушиться при малейшей ошибке ученого. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Batteries & Supercaps.

Из нескольких полученных полимеров только один оказался стабильным и работоспособным. Основную цепь нового материала образуют комплексы никеля с лигандами, которые называются «сален». К ней через ковалентные связи присоединили стабильный свободный радикал, который обладает способностью к быстрому окислению и восстановлению (заряду и разряду).

«Аккумулятор, созданный с использованием нашего материала, будет заряжаться за считаные секунды — примерно в десять раз быстрее, чем литий-ионный. Мы уже выяснили это в результате экспериментов. Однако на данном этапе он отстает от них на 30–40% по емкости. Сейчас мы работаем над увеличением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда», — отмечает Олег Левин.

Сегодня создан катод для нового аккумулятора — положительный электрод химического источника тока. Ему в пару необходим отрицательный электрод — анод, который не обязательно создавать с нуля — его можно подобрать из уже существующих. Вместе они образуют систему, которая в некоторых областях уже скоро может потеснить литий-ионные аккумуляторы.

«Новая батарея способна прекрасно проявить себя в ситуациях, когда необходим очень быстрый заряд, или же во время работы при низких температурах. Ее использование абсолютно безопасно — в ней нет ничего, что могло бы загореться или взорваться, в отличие от батарей на основе кобальта, которые сегодня широко распространены. Также в ней содержится в десятки раз меньше металлов, которые могут нанести экологический вред. В небольшом количестве в нашем полимере присутствует никель, но его там во много раз меньше, чем в литий-ионных аккумуляторах», — рассказывает Олег Левин.

Сейчас ученые оформляют патент на свое изобретение. Его правообладателем станет Санкт-Петербургский государственный университет. 

 

Литий ионный аккумулятор: отличие от полимерного

Статья обновлена: 15.10.2020


Все аккумуляторы, независимо от типа химии, выполняют одну и ту же функцию – накапливают электроэнергию и отдают ее для автономного питания различных приборов, оборудования и техники. Но используемая технология изготовления аккумуляторов значительно влияет на их удельную емкость, срок службы, безопасность использования, диапазон рабочих температур и другие критерии оценивания. Из современных элементов питания наиболее популярны литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, отличия и сходства которых мы подробно рассмотрим в этой статье.

Чем отличаются Li-Pol от Li-ion аккумуляторов

В составе Li-ion аккумуляторов есть катод, анод и пористый сепаратор с пропиткой из жидкого электролита. Электроды находятся в герметичном корпусе и подсоединены к клеммам-токосъемникам. По типу материала, используемого для производства катода, Li-ion элементы бывают разными: на основе кобальтата лития, литий-марганцевой шпинели, литий-железо-фосфата и других веществ.

Заряд переносят положительно заряженные ионы Li+. Они встраиваются в кристаллическую решетку графита и других материалов, образуя химическую связь. В результате протекают окислительные и восстановительные реакции, аккумулятор накапливает и отдает энергию. Для защиты от перезаряда, короткого замыкания и глубокого разряда Li-ion аккумуляторы снабжаются BMS системами контроля и управления.

В отличие от Li-ion аккумуляторов, Li-Pol элементы питания в роли сепаратора используют полимерные материалы. Их применение открыло возможности для создания компактных аккумуляторов всевозможных форм толщиной от 1 мм и повысило безопасность их использования из-за сведенного к минимуму риска утечки электролита. Полимер не является проводником, но и не препятствует движению ионов лития.

Использование полимерного сепаратора – основное отличие Li-Pol от Li-ion аккумуляторов. Считается, что при контактном взаимодействии полимерной пластины с литием предотвращается образование дендритов в процессе многократного заряда-разряда элементов, что снижает риск их возгорания или взрыва. В остальном элементы питания обоих типов очень схожи. В некоторых моделях Li-Polymer дополнительно используется гелеобразный литий-проводящий электролит.

Сравнительная таблица характеристик

Наглядно сходство и разница между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами представлены в таблице:

Критерий сравнения

Li-ion

Li-Pol

Тип сепаратора

Текстильный, с пропиткой из жидкого электролита

Полимерный, в некоторых моделях – с гелеобразным электролитом

Себестоимость массового производства

Ниже

Выше

Удельная энергоемкость

Высокая – 110–270 Вт·ч/кг

Еще выше – 240–300 Вт·ч/кг

Безопасность эксплуатации

Высокая – благодаря использованию BMS плат контроля и защиты

Высокая. Пожароопасность – есть, но риск взрыва – ниже, т.к. вместо металлического корпуса используется мягкая оболочка. Поэтому в случае вздутия не происходит хлопка и взрыва.

Потребность в плате защиты и контроля

Да

Да

Формы

Цилиндрическая, призматическая, в виде пакетов

Очень гибкие, плоские

Размеры

Разные, стандартизированные, самый распространенный типоразмер цилиндрических моделей – 18650.

Бывают толщиной от 1 мм. Размеры не зависят от стандартных форматов ячеек.

Масса аккумуляторов с одинаковой емкостью

Немного тяжелее

Немного легче

Срок службы, до снижения исходной емкости на 20%

≈ 1000 циклов

≈ 500–900 циклов

Номинальное напряжение

3,7 В

3,7 В

Стабильность напряжения по мере разряда

Высокая

Высокая

Допустимые токи нагрузки относительно емкости С

Оптимальные – до 1С,

постоянные – до 5С;

пиковые (импульсные) – до 50С.

У обычных бытовых моделей – небольшие, до 3С, но есть силовые Li-Pol аккумуляторы с токами разряда 10С и выше.

У аккумуляторов Li-Polymer высокой мощности – от 8С до 50С, пиковый – от 15С до 100С.

Допустимый перезаряд

Очень низкий

Низкий

Саморазряд

Малый

Малый

Эффект памяти

Не выражен

Слабо выражен

Температурный диапазон

От −20 до +60  C (в идеале – около +23  C).

От −20 до +40  C

Подверженность старению

Есть

Есть

Риск утечки электролита

Есть, при механическом повреждении, вздутии и разгерметизации аккумулятора

Сведен к минимуму

Распространение

Широкое

Ограниченное

Основные сферы применения

Смартфоны, ноутбуки, фонарики, персональный электротранспорт, моторные лодки, аккумуляторные инструменты, электромобили, складская техника, инвалидные коляски, домашние роботы и пр.

Квадрокоптеры, радиоуправляемые игрушки, смартфоны, цифровая техника, страйкбольные ружья, камеры видеонаблюдения и пр.

Потенциальные риски

При перезаряде, механическом повреждении, нарушении условий зарядки, нарушении барьера между анодом и катодом – риск возгорания.

При глубоком разряде – деградация и вздутие.

При замыкании пластин – возможен взрыв.

На холоде – снижение емкости.

При перезаряде, перегреве, механическом повреждении – пожароопасность. При хранении в разряженном состоянии – деградация и вздутие. На морозе – уменьшение емкости.

 

Какие аккумуляторы лучше?

В отличие от литий-ионных, литий-полимерные аккумуляторы не имеют привязки к стандартизированным типоразмерам, бывают толщиной от 1 мм и всевозможных форм. При равной емкости они имеют более легкий вес и компактные размеры. Их главный козырь – тонкие формы, прочность, гибкость и легкий вес. Поэтому Li-Pol аккумуляторы отлично подходят для оснащения дронов, радиоуправляемых моделей, страйкбольных ружей, смартфонов, цифровой техники, гарнитур Bluetooth.

 

Но они уступают классическим Li-ion аккумуляторам по ценовой доступности, диапазону рабочих температур и циклическому ресурсу. Поэтому доминирующими во многих сферах остаются литий-ионные батареи. Ими оснащаются современные гаджеты, портативные инструменты, системы электроснабжения, ИБП, электромобили, мини-сигвеи, велосипеды, скутеры, самокаты на электротяге и многие другие устройства.

Забавный факт

Если на аккумуляторе смартфона или другого устройства указано LP, Li-Po, Li-Pol или Li-ion Polymer, это еще не значит, что он содержит сепаратор из полимерного материала. Многие производители таким образом маркируют аккумуляторы литий-ионного типа в мягком ламинированном корпусе из полимерного материала – вместо жесткого металлического корпуса. При таких особенностях маркировки разница между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами для портативной электроники отсутствует в принципе.

В предыдущей статье нашего блога приведена инструкция по сборке литий-железо-фосфатных батарей.

Типы аккумуляторов, их достоинства, недостатки и специфика использования

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion, Lithium Ion)

Достоинства Li-Ion аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект “памяти”
Низкая степень саморазряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Большое количество циклов заряда/разряда

Недостатки Li-Ion аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время. Обычно поставляются заряженным на 40-60%. Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Время работы литиевых аккумуляторов сокращается при температуре ниже 0°С. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Достоинства Li-Pol аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект “памяти”
Низкая степень саморазряда
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Возможность изготовления любой формы и конфигурации

Недостатки Li-Pol аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Литий-полимерные и литий-ионные батареи схожи по своим техническим характеристикам за исключением того, что литий-полимерные аккумуляторы имеют возможность изготовления практически любой формы и конфигурации, что позволяет убрать ограничения в отношении конечной формы, размеров и электрических характеристик. Так же литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие показатели в стандартных тестах на производительность и безопасность (раздавливание, протыкание, вибрация, короткое замыкание, перезаряд, форсированный заряд), но из-за кристаллизации находящегося внутри полимера электрические характеристики сильно ухудшаются при отрицательной температуре.

Аккумуляторы на основе литий-полимерных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. Подходят для устройств с нестандартным форм-фактором и специфической конфигурацией.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Достоинства LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Отсутствует эффект “памяти”
Устойчивы к переразряду
Не теряют емкость при отрицательных температурах
Низкая степень саморазряда
Срок хранения до 15 лет
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Не горят при повреждении и не токсичны

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая стоимость
Тяжелее относительно Li-Ion

Общая информация:

В отличие от большинства литиевых аккумуляторов LiFePO4 отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к отрицательным температурам и безопасностью в эксплуатации. Поставляются заряженным на 40-60%. Могут использоваться вне помещений, так как устойчивы к отрицательным температурам до -30°С. Степень саморазряда менее 1,5% в месяц. Длительное хранение не сказывается негативно на работе. Срок службы достигает 5000 циклов перезарядки, а срок хранения до 15 лет.

Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфатных ячеек оптимальны для техники, которая используется вне помещений и периодически остается на хранении длительное время. Область применения – накопители для солнечных панелей и ветрогенераторов, электроавтомобили, водный транспорт, складская техника, гольфкары, электровелосипеды и электроскутеры.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Достоинства Ni-Cd аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая вероятность восстановления
Работа в широком диапазоне температур
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Эффект “памяти”
Большие размеры
Токсичность при неправильной утилизации
Срок службы ограничен количеством циклов заряда/разряда

Общая информация:

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект “памяти” и что бы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Специфика использования никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена сроком службы, который зависит от количества циклов заряда/разряда и соблюдения условий зарядки. Наиболее эффективно использование для периодической эксплуатации и в режиме полного разряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Достоинства Ni-MH аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая ёмкость
Низкая токсичность
Слабовыраженный эффект “памяти”
Работа в широком диапазоне температур

Недостатки Ni-MH аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Медленная зарядка
Малое количество циклов заряда/разряда
Сложное и дорогое устройство зарядных устройств

Общая информация:

Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект “памяти” и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

Использование никель-металлогидридных аккумуляторов ограничено сроком службы, однако они обладают большой емкостью и наиболее эффективно их использование в устройствах с низким постоянным потреблением.

Что нужно знать о литиевых аккумуляторах?

В этой статье вы узнаете о видах литиевых аккумуляторов, их преимущества и недостатки, а так же правила эксплуатации таких аккумуляторов.

Немного истории

Впервые опыты по разработке литиевых батарей были в 1912 году, однако первое использование в бытовых приборах произошло спустя 6 десятилетий, в начале семидесятых годов. Дальнейшие попытки создать литиевые аккумуляторы (батареи, которые можно перезаряжать) оказались безуспешным из-за образовавшихся проблем в обеспечении их безопасной эксплуатации. Такие аккумуляторы могли бы обеспечить высокое напряжение и отличную емкость. Но многочисленными исследовательскими работами в 80-х годах выяснилось, что циклование (заряд – разряд) литиевых аккумуляторов приводит к неконтролируемой бурной реакции, с воспламенением выделяющихся газов. Для получения безопасных аккумуляторов исследователи отказались от лития, из-за его характерной неустойчивости, и обернули свой взгляд на неметаллические литиевые аккумуляторы на основе ионов лития. Так и появились Li-ion аккумуляторы.

Параметры литиевых аккумуляторов

У выпускаемых, на сегодняшний день, аккумуляторов высокая удельная энергоёмкость (100-180 Втч/кг и 250-400 Втч/л) и рабочее напряжение (3,5-3,7 В). Ток разряда современных Li–Ion аккумуляторов составляет от 2С до 20С. Они работают в интервале температур окружающей среды от -20 до +60 Цельсия. Есть модели работоспособные при -40 Цельсия. Но сразу стоит сказать, что при отрицательных температурах работают специальные серии АКБ. Обыкновенные литий–ионные батареи для мобильных устройств при отрицательных температурах становятся неработоспособными. Саморазряд данного типа аккумуляторов примерно от 4% до 6% в первом месяце. Но потом он становится существенно меньше, и за 12 месяцев аккумуляторы теряют 10-20% запасенной емкости. Это значительно меньше, чем у никель–кадмиевых и никель–металлогидридных батарей. Срок службы примерно 500─1000 циклов.

Отличие Li-Pol от Li-Ion аккумулятора

Литий–ионные аккумуляторы, в основном попадаются в виде цилиндрических бочонков, как например 18650. А всё потому, что ионные аккумуляторы созданы на основе, так называемой «банки», в которую залит жидкий электролит.

Литий полимерные аккумуляторы построены из твердого электролита, что дает возможность произвести его почти любой формы.

На данный момент проведено множество экспериментов, подтверждающих высший уровень безопасности полимерных АКБ в сравнении с ионными аккумуляторами. Это относится к перезаряду, ускоренному разряду, вибрации, сжатию, короткому замыканию, прокалыванию литий–полимерных батарей. Поэтому данный вид аккумуляторов имеет лучшие перспективы развития. Ниже приведены итоги исследований на безопасную эксплуатацию Li–Pol аккумуляторов.

Вид испытанийАккумулятор с гель-полимерным электролитомАккумулятор с жидким электролитом
Прокол иглойНет измененийВзрыв, дым, протечка электролита, повышение температуры до 250°С
Нагрев до 200°СНет измененийВзрыв, протечка электролита
Короткое замыканиеНет измененийПротечка электролита, повышение температуры до 100°С
Перезаряд (600%)ВздутиеВзрыв, протечка электролита, повышение температуры до 250°С

Преимущества литиевых аккумуляторов

  • высокая энергетическая плотность (а значит, более высокая ёмкость), если сравнивать со щелочными аккумуляторами с использованием никеля;
  • небольшой саморазряд;
  • Достаточно большое напряжение одного аккумуляторного элемента (3,6 вольта у Li и 1,2 вольта у Ni–Cd и Ni–MH). Это делает конструкцию проще. Как правило, литиевые АКБ для телефонов и планшетов имеют в своей конструкции всего одну банку. Но для обеспечения той же мощности, требуется отдавать более высокую силу тока. Это, в свою очередь, требует небольшого внутреннего сопротивления аккумулятора;
  • Простая эксплуатация, поскольку отсутствует «эффект памяти». Поэтому периодические тренировки элементов не требуются.

Недостатки литиевых аккумуляторов

  • Этот тип аккумуляторов не может работать без встроенного контроллера. Это повышает стоимость АКБ. Контроллер необходим для контроля за напряжением во время зарядки и разрядки. Также в его функции входит ограничение токов заряда и разряда плюс контроль температуры;
  • Деградация аккумулятора идёт даже при его хранении. Производители об этом не распространяются, но вам необходимо помнить при покупке, что «часики литиевой АКБ тикают» с момента её производства на конвейере;
  • Стоят дороже никель–кадмиевых и никель–металлогидридными;
  • Сохраняют свои свойства в узком температурном интервале. Жара и холод для них губительны.

Правила эксплуатации

Что требуется запомнить при эксплуатации Li–Pol аккумуляторных батарей:

  • Если есть возможность, то стоит проконтролировать напряжение аккумулятора, особо важно следить за этим в конце разрядки;
  • Рекомендуется использовать разъёмы, не допускающие короткого замыкания;
  • Корпус батарей изначально герметичен, внутрь аккумуляторной банки недопустимо проникновение воздуха, соответственно недопустимо разгерметизация АКБ;
  • Нельзя допускать нагрев выше 60 градусов, т.к. вследствие перегрева начинает идти самопроизвольная реакция, из-за которой может произойти воспламенение или даже взрыв;
  • Для хранения необходимо зарядить батарею наполовину и поместить ее в прохладное место, без попадания солнечного света.

LiFePO4

LifePO4 – это группа литиевых аккумуляторов, которые в своем составе содержат литий фосфат железа. Данные литиевые батареи, в отличии от других, считаются неопасными. Они превосходят другие материалы в плане безопасности, стабильности и производительности.

LifePO4 батареи могут превышать 2000 циклов заряд–разряд. Это показатель качественно выполненной батареи LiFePO4, которая превышает продолжительность жизни другой группы аналогичных литиевых батарей на дополнительные 33%! От этих батарей гораздо большая отдача от вложенных денег, чем от других литиевых аккумуляторов.

LiFePO4 элементы питания произошли от литий–ионных, но при этом данные АКБ имеют ряд преимуществ:

  • LiFePO4 обеспечит вам более длительный срок службы, чем другие аналоги;
  • Данные батареи обеспечивают стабильный разряд, в сравнении с остальными аккумуляторами. До самого разряда батарея держит напряжение максимально приближенное к 3.2, что отбрасывает нужду в частом регулировании напряжения цепи;
  • В связи со стабильным напряжением 3.2 В на выходе, последовательным расположением четырех батарей можно получить номинальное напряжение на выходе в 12.8 В. Исходя из этого, данные батареи могут стать альтернативой свинцово-кислотным АКБ, и их можно эксплуатировать в автомобилестроении или в работе солнечной энергетикой;
  • Использование фосфатов позволяет избежать затрат на кобальт и экологических проблем, в частности, озабоченность по поводу кобальта попадающего в окружающую среду при неправильной утилизации;
  • LiFePO4 отличается высокой мощностью и пиковым током;
  • Плотность энергии новой батареи LFP около 14% ниже, чем у новых литий–ионных батарей. Так как плотность энергии снижается гораздо медленнее, после определенного срока использования, LifePO4 ячейки будут иметь плотность энергии выше LiCoO2 и литий–ионные ячейки;
  • LiFePO4 ячейки медленнее теряют ёмкость, чем литий–ионные аккумуляторы, такие как LiCoO2, кобальт или марганец, LiMn2O4, шпинель, литий–полимерные или литий-ионные батареи.
  • Одним из важных преимуществ по сравнению с другими видами литий-ионных батарей, является термическая и химическая стабильность, что существенно повышает безопасность батареи.

Что представляет собой литий-полимерный аккумулятор?

Литий-полимерный аккумулятор (другое название – литий-ионный полимерный аккумулятор, аббревиатуры: Li-pol, Li-Po, Li-polymer) – является усовершенствованной конструкцией своего литий-ионного предшественника и способен выдавать более высокие разрядные токи. Вместо жидкого гелевого электролита (Li-Ion) в нем используется насыщенный литийсодержащий твердый или пастоообразный полимер (Li-Po).

Впрочем, жесткого разделения между литий-полимерными и литий-ионными аккумуляторами не существует, так как оба типа в основном отличаются только используемым электролитом и имеют практически аналогичные характеристики (разряд, заряд, особенности эксплуатации, требования техники безопасности).

Основные достоинства аккумуляторов Li-Po

Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы при одинаковом весе значительно превосходят по энергоемкости аналоги, изготовленные из других материалов (никель-кадмиевые, никель-металл-гидридные и др.). Они также характеризуются:

  • низким саморазрядом;
  • минимальной толщиной элементов – от 1 мм;
  • высоким напряжением единичного элемента – 3.6-3.7 В против 1.2-1.4 В у NiMH и NiCd;
  • возможностью получать практически любые формы.

Благодаря хорошим рабочим и эксплуатационным характеристикам литий-полимерные аккумуляторы имеют широкое применение. Они используются в мобильной технике, различных радиоуправляемых моделях и в других устройствах, требующих автономных источников питания.

Особенности эксплуатации литий-полимерных аккумуляторов

Если вы приобрели устройство с литий-полимерным аккумулятором, для продления срока его службы придерживайтесь простых правил:

  • ставьте аккумулятор на зарядку до того, как произошел полный разряд;
  • избегайте перезарядки – не держите устройство включенным в сеть после окончания заряда.

В отличие от NiCd и NiMH аккумуляторов литий-полимерная батарея не требует «раскачки» – прохождения нескольких циклов полной разрядки с последующей полной зарядкой. Ее рабочие характеристики после подобных манипуляций только ухудшаются.

CARKU и MigOwatt – устройства аварийного питания на основе аккумуляторов Li-Po

Если вас интересуют литий-полимерные аккумуляторы – посмотрите каталог. Мы реализуем универсальные устройства торговых марок CARKU и MigOwatt, которые можно использовать в качестве автономного источника питания для мобильных телефонов, смартфонов, ноутбуков, планшетов, цифровых фотоаппаратов, MP3-плееров, электронных книг, навигаторов и другой техники. Также у нас есть модели, являющиеся портативными пуско-зарядными устройствами, способные «оживить» автомобиль, мотоцикл или другое транспортное средство с напряжением бортовой сети 12 В.

Выбирайте литий-полимерные аккумуляторы на нашем сайте!

Литий-ионный и литий-полимерный аккумулятор

– Сравнение и отгрузка

В настоящее время портативность считается жизненно важной частью большей части электроники. Это привело к производству многих новых типов батарей. Некоторые из них хороши в одном, а другие – в другом. Некоторые из них тоже очень опасны. Вот почему для каждого типа аккумулятора существуют правила использования, ношения и транспортировки.

Здесь мы обсудим два самых популярных типа батарей в мире.Это будет сравнение литий-ионных и литий-полимерных батарей в соответствии с их характеристиками и различиями. В конце мы также поделимся информацией о транспортировке этих аккумуляторов в самолетах.

Является ли литий-полимерный аккумулятор литиево-ионным?

Из-за схожести названий многих это смущает. Нет, это не то же самое, потому что литий-ионный аккумулятор – это совсем другое дело, чем литий-полимерный аккумулятор.Между этими двумя типами батарей есть много различий. Эти различия обсуждаются ниже.

Разница в E nergy D ensity.

Это самая большая разница между этими двумя батареями. Плотность энергии – это заряд, который батарея может хранить в зависимости от ее веса. Литий-ионные батареи хороши в этом, потому что у них очень хорошая плотность энергии, что означает, что они могут хранить в них огромное количество энергии?

В то время как литий-полимерные батареи имеют очень низкую плотность энергии по сравнению с литий-ионными батареями.

Разница в C ост.

Стоимость – еще один фактор, который отличает эти два разных типа батарей. Это очень интересный факт, что, несмотря на то, что литий-ионные батареи имеют большую удельную энергию, они все же дешевле. Литий-полимерные батареи обычно на 30% дороже литий-ионных.

Разница в W восемь и S структура.

В области конструкции батарей литий-полимерные батареи лучше. Это потому, что они очень легкие, а их корпус немного мягкий. Еще одним фактором является то, что эти батареи могут быть выполнены в низкопрофильном стиле. Это увеличивает их стоимость. С другой стороны, литий-ионные батареи обычно больше и крепче.

Разница в S ecurity F eatures.

Безопасность батареи является серьезной проблемой для многих производителей и потребителей. Литий-ионные батареи склонны к взрыву в плохих условиях, потому что два разных материала в этих батареях могут легко соприкасаться. Литий-полимерные батареи очень безопасны по сравнению с литий-ионными батареями, потому что их электролит не так подвержен утечке.

Разница в L ifespan.

Срок службы литий-ионных батарей сравнительно больше, чем у литий-полимерных батарей.И в литий-ионных аккумуляторах нет эффекта памяти. Но литий-ионные батареи со временем теряют свою емкость.

Что лучше: литий-ионный аккумулятор или литий-полимерный аккумулятор?

Это еще один очень популярный среди литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов. Оба они очень популярны, и это сбивает людей с толку. Но ни один из них так или иначе не идеален. У обеих этих батарей есть свои плюсы и минусы.Один из способов выбрать, какой из них лучше, – это знать и оценивать батареи в соответствии со своими потребностями.

Здесь мы расскажем о некоторых моментах, которые помогут вам решить, какая батарея лучше для вас.

Для чего вы собираетесь использовать аккумулятор?

Это самое главное, что нужно учитывать при выборе аккумулятора. Если вы используете аккумулятор в продукте, который требует адекватного питания, но не заботится о времени доставки, то вы можете предпочесть литий-полимерный аккумулятор.Это связано с тем, что у этих аккумуляторов низкая емкость, но они могут обеспечивать достаточную мощность.

Если необходимо обеспечить питание в течение более длительного времени, тогда вам могут понадобиться литий-ионные батареи, потому что они могут удерживать больший заряд.

Вас беспокоит размер батареи?

Если размер батареи является одной из ваших основных проблем, вы можете выбрать литий-полимерные батареи, потому что они также доступны в низкопрофильных корпусах.

Вас беспокоит стоимость?

Когда цена является серьезной проблемой, тогда хорошо выбрать литий-ионный аккумулятор, потому что он легко доступен по сравнительно более низким ценам.

Если вы заменяете батарею из старого продукта, знаете ли вы, какую батарею он использовал раньше?

Если вы заменяете батарею, вам следует использовать ту же батарею, которая использовалась ранее.

Банка Y или T ake L Итиум на переулке P ?

Взять аккумуляторы с собой в рейс – еще одна проблема, вызывающая серьезную озабоченность во всем мире.Это произошло из-за некоторых прошлых инцидентов, когда батареи стали причиной взрыва или пожара на месте. Батареи можно брать с собой в самолет только при особых обстоятельствах. Некоторые из этих обстоятельств обсуждаются здесь.

B в лектронике E .

Если у вас есть какой-либо электронный предмет с батареей.Тогда вы должны держать это устройство при себе в ручном хранилище. Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, – это то, что батарея не должна быть более 100 Вт / ч. В противном случае это устройство не будет разрешено взять с собой в рейс.

Отдельно B аттестатов.

Если у вас есть запасные батарейки, то вы также должны соблюдать некоторые правила. Батареи не могут быть больше 160 ватт-часов. Вы также должны добавить эти батареи с собой в полёт.

Банка B atteries B e C с 9000 9007 0009 л уггаж?

Никакие власти не разрешают вам хранить батареи в багаже, потому что есть вероятность взрыва или возгорания из-за батарей.

Правила провоза аккумуляторов в самолете.

  1. В любом случае аккумулятор будет в руке носить.
  2. Запасные батареи должны быть защищены на их клеммах, чтобы они не вызывали искр.
  3. Вы должны использовать отдельные пластиковые контейнеры, достаточное количество изоленты или профессиональный футляр для батарей, чтобы носить их с собой в самолете.

Заключение

Мы надеемся, что этого было более чем достаточно, чтобы прояснить любую вашу путаницу относительно двух самых популярных типов аккумуляторных батарей.Изучив различия и характеристики аккумуляторов, вы сможете эффективно принять решение о покупке.

Связанное чтение:

В чем разница между литиевым и литий-ионным (Li-ion) аккумулятором

Батареи

– это невероятный ресурс современности, они питают все, от сотовых телефонов до беспроводных автоматических пылесосов и всех типов фотоаппаратов. Существует множество различных разновидностей батарей, которые служат разным целям, но о двух, о которых мы слышим больше, чем о каких-либо других, это литиевые и литий-ионные батареи.Возможно, в прошлом вам приходилось принимать решение относительно этих двух разных типов батарей, но знаете ли вы, что они из себя представляют?

Чтобы максимально использовать возможности батарей, неплохо иметь некоторые знания о литиевых и литий-ионных батареях, которые бывают всех форм и размеров, например, батареи 95 Вт-ч и батареи 190 Вт-ч. Мы объясним все, что вам нужно знать о литиевых батареях и их литий-ионных собратьях, в том числе о том, как они работают, из чего они сделаны и даже о том, как утилизировать старые использованные батареи.Затем мы расскажем о важных различиях между литиевыми и литий-ионными батареями, чтобы вы могли принять осознанное решение о том, какие использовать.

Что такое аккумулятор?

Чтобы понять сходства и различия между литиевыми и литий-ионными батареями, вам необходимо базовое представление о том, что представляет собой батарея и как они работают. Все батареи состоят из трех основных компонентов; анод (отрицательная сторона), катод (положительная сторона +) и какой-то электролит.Когда катод и анод батареи подключены к электрической цепи, между анодом и электролитом происходит химическая реакция.

Электроны проходят через контур от анода, а затем возвращаются через катод и вызывают другую химическую реакцию. Эти реакции продолжаются до тех пор, пока материалы не будут израсходованы, после чего батарея перестанет вырабатывать электричество. И литиевые, и литий-ионные батареи вырабатывают портативное электричество таким образом и могут использоваться для питания самых разных устройств и электрических цепей.Батареи – невероятно полезные компоненты, которые позволяют нам получать всевозможные предметы роскоши, без них нам пришлось бы заводить автомобили вручную, а телефоны все равно были бы прикреплены к стене.


Что такое литиевая батарея?

Литиевые батареи

являются первичными батареями, что означает, что их нельзя перезаряжать, когда они разряжены. В качестве анода они используют металлический литий. Литиевые батареи имеют высокую плотность заряда, что означает, что они служат дольше, чем другие батареи, и могут удерживать больше энергии.В зависимости от конструкции литиевые батареи могут вырабатывать электричество с напряжением от 1,5 до 3,7 В. Металл, используемый в литиевых батареях, очень реактивный, чистый литий мгновенно вступает в реакцию с водой и даже с влагой в воздухе.

Литиевые батареи используются во многих электронных устройствах, от игрушечных электромобилей до полноразмерных транспортных средств. Хотя их высокая мощность делает их очень полезными, тот факт, что их нельзя легко или даже безопасно перезарядить, означал, что многие компании начали искать другие альтернативы.Одноразовые батареи, которые у многих из нас есть дома, не очень хороши для окружающей среды, поэтому многие люди и компании решают использовать вместо них литий-ионные батареи, такие как эта красивая литий-полимерная батарея мощностью 900 Вт.

Что такое литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионные батареи

являются вторичными элементами, что означает, что их можно перезаряжать и использовать повторно. Эти батареи сегодня невероятно популярны, и без них наша повседневная жизнь была бы совсем другой. Ваш ноутбук, сотовый телефон, планшет и фотоаппарат – все зависит от литий-ионных батарей, чтобы поддерживать их работу, поскольку эти аккумуляторные батареи очень эффективны.Электроды литий-ионных батарей сделаны из лития и углерода, что делает их намного легче по сравнению с другими аккумуляторными батареями.

Литий-ионные батареи

также отлично держат заряд, теряя лишь около 5% своей мощности каждый месяц, когда они не используются. Еще одно преимущество литий-ионных аккумуляторов – отсутствие эффекта памяти. Вы когда-нибудь помните, как вам говорили, что вам нужно полностью разрядить батареи, прежде чем подключать их для подзарядки? Это не относится к литий-ионным батареям.Эти превосходные аккумуляторные батареи могут выдерживать сотни зарядок и разряжений, прежде чем они испортятся.

Литий-ионные батареи

имеют довольно сложную природу, в отличие от простой старой литиевой батареи. Внутри литий-ионной батареи вы найдете несколько литий-ионных элементов, которые накапливают и обеспечивают электроэнергию. Однако у литий-ионных аккумуляторов есть и другие компоненты. Небольшой компьютер внутри батареи контролирует и регулирует температуру, напряжение и состояние заряда батареи, и все это внутри устройства.Эта крошечная система необходима для того, чтобы ваша батарея работала должным образом, а также отвечает за потерю мощности 5% в месяц, которую испытывают эти аккумуляторные батареи.

В чем разница между литиевыми и литий-ионными батареями?

Самая большая разница между литиевыми батареями и литиево-ионными батареями заключается в том, что литиевые батареи имеют одноэлементную конструкцию, что означает, что они одноразовые и не могут быть перезаряжены после разряда. С другой стороны, литий-ионные батареи можно использовать раз за разом, они перезаряжаемые, их можно заряжать и разряжать сотни раз.

Если они лежат на полке неиспользованными, то литиевые батареи действительно служат намного дольше. Литиевая батарея может работать от 10 до 12 лет, сохраняя при этом свой заряд, в то время как литиево-ионные батареи служат только от 2 до 3 лет. Возможно, вы не знаете, что эти два типа литиевых батарей на самом деле не единственные, которые вы можете получить; ознакомьтесь с нашей статьей о разнице между литий-ионными и литий-полимерными батареями.

Хотя литиево-ионные батареи могут показаться намного лучше, особенно с точки зрения отходов, все же есть некоторые свойства, которые делают литиевые батареи невероятно полезными.У них гораздо более высокая плотность энергии, чем у литий-ионных аккумуляторов, что означает, что они держат больше заряда по сравнению с их размером. Литиевые батареи могут обеспечивать питание от одного заряда, даже если это единственный заряд, который у них когда-либо был. К сожалению, не существует безопасного или эффективного способа перезарядки литиевых батарей, поэтому литий-ионные батареи были изобретены в первую очередь. Кроме того, литиевые батареи дешевле и проще в производстве, а значит, их дешевле покупать.

Литий v.с. Литий-ионные батареи: какие лучше?

Батареи можно использовать по-разному, так как они используются во всем, что требует портативного источника питания. Тип батареи, которая лучше, полностью зависит от вашего использования, поэтому оба типа батареи все еще производятся и используются во всем мире сегодня. Современная жизнь сильно зависит от портативных аккумуляторов, они жизненно важны для нашей личной электроники, автомобилей и транспорта, даже для нашего медицинского обслуживания.

Литиевые батареи

– лучший выбор для питания устройств, где длительное время автономной работы является обязательным.Примеры включают часы, пленочные фотоаппараты, кардиостимуляторы, слуховые аппараты, пульты дистанционного управления, калькуляторы и детекторы дыма. Все эти элементы нуждаются в постоянном источнике питания без необходимости постоянного подключения к электросети, поэтому литиевая батарея – идеальный выбор.

Случаи, когда литий-ионные батареи гораздо более удобны, требуют частой подзарядки. Литий-ионного аккумулятора в вашем мобильном телефоне обычно хватает примерно на день, но вы можете заряжать его каждый день в течение многих лет, не теряя при этом слишком много функций.Такие устройства, как ноутбуки, цифровые фотоаппараты, аккумуляторы солнечной энергии, портативные блоки питания и любые беспроводные технологии, для работы полагаются на перезаряжаемые литий-ионные батареи. Им нужна возможность перезаряжаться без замены деталей из-за их невероятно частого использования.

Ни один из типов батарей не должен подвергаться воздействию высоких температур, так как это может привести к необратимому повреждению и даже опасно. Храните батарейки в прохладном сухом месте при комнатной температуре. Для получения дополнительной информации прочитайте нашу статью о том, как правильно хранить литий-ионный аккумулятор.

Лучшая батарея для лучшего мира

Литиевые и литий-ионные батареи невероятно полезны и вносят огромный вклад в повседневную жизнь большинства людей. Их приложения безграничны: от спасательных медицинских технологий до игрушечных машинок с дистанционным управлением, без них сложно представить современный мир. Оба этих типа батарей обеспечивают портативное питание, они будут обеспечивать заряд совместимой электрической цепи независимо от того, где вы находитесь.

Разница между литиевыми и литий-ионными батареями заключается в том, что одна из них не является перезаряжаемой (первичный элемент), а другая может заряжаться (вторичная батарея).В дополнение к этому, срок хранения литиевых батарей в четыре раза больше, чем у литий-ионных батарей, а также они намного дешевле и проще в изготовлении. До тех пор, пока не появится какая-то новая технология питания, литий-ионные батареи всегда будут лучшим выбором для электроники, которую мы используем каждый день. Это касается вашего мобильного телефона, вашего цифрового фотоаппарата и даже вашей электрической зубной щетки.

И наоборот, предметы, на которые мы полагаемся, чтобы сохранять заряд в течение продолжительных периодов времени, лучше всего питаются от литиевых батарей.Будь то медицинский кардиостимулятор или устройства безопасности, такие как дымовая сигнализация, предпочтительнее литиевые батареи, поскольку они служат намного дольше. И хотя мы хотели бы отметить, что литий-ионные батареи очень редко загораются и взрываются, чего мы, к счастью, не видим в литиевых батареях.

Разница между литий-ионными и литий-полимерными батареями

Литий-ионная полимерная (LiPo) батарея (также известная как Li-poly, lithium-poly, PLiON и другие названия) представляет собой перезаряжаемую литий-ионную батарею с полимерным электролитом. в жидком электролите, используемом в обычных литий-ионных аккумуляторах.Доступны различные химические составы LiPo. Все используют гелевый полимер с высокой проводимостью в качестве электролита. LiPos обеспечивают более высокую удельную энергию, чем другие литиевые батареи, часто используемые в системах, где вес является важным фактором, таких как мобильные устройства, дроны и некоторые электромобили. Этот раздел часто задаваемых вопросов начинается с подробного сравнения литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, за которым следует подробный обзор шести основных химических составов литиевых аккумуляторов, наиболее подходящих для использования в литиевых аккумуляторах. Он завершается взглядом в будущее и возможным развитием алюминиево-воздушно-полимерных батарей и твердотельных батарей.

Все литиевые батареи включают в себя барьер для разделения анода и катода, а также позволяет ионам перемещаться между электродами. В LiPo полимерный сепаратор также содержит электролит. Кроме того, полимерные сепараторы могут выполнять дополнительную функцию, действуя как «сепараторы отключения», которые могут отключать аккумулятор, если он становится слишком горячим во время зарядки или разрядки. Сепараторы отключения представляют собой многослойные конструкции с, по меньшей мере, одним слоем полиэтилена, который может остановить прохождение тока при слишком высоком повышении температуры, и, по меньшей мере, одним слоем полипропилена, который действует как форма механической опоры для сепаратора.

Интеркаляция и декаляция ионов лития с положительного и отрицательного электрода. За исключением полимерного сепаратора, LiPos работают по тому же принципу, что и Li-ion. Однако упаковываются они совершенно по-разному.

Литий-ионные аккумуляторы

обычно поставляются в корпусе из нержавеющей стали или алюминия. Корпус чаще всего имеет цилиндрическую форму, но может иметь форму кнопки или прямоугольную (призматическую). Корпус относительно дорог в производстве и имеет тенденцию ограничивать доступные размеры и формы.Но он также прочный, что помогает защитить аккумулятор от повреждений. Корпус запломбирован с помощью процесса лазерной сварки.

Литий-ионный аккумулятор

относительно сложен и состоит из большого количества компонентов. (Изображение: TechSci Research)

LiPos упакованы в «мешочек» из алюминиевой фольги и называются мягкими ячейками. Мешочек в основном призматический, его проще изготовить и дешевле, чем корпуса литий-ионных аккумуляторов из нержавеющей стали или алюминия. Этот тип конструкции также позволяет изготавливать батареи с множеством нестандартных конфигураций.Другие компоненты LiPos включают тонкие слои (<100 мкм), которые могут производиться серийно по относительно низкой цене. Замена футляра из фольги на металлический может привести к высокой плотности энергии и легким батареям. Могут быть достигнуты как большие форматы, так и высота менее 1 мм, но ячейки требуют осторожного механического обращения.

Конструкция чехла для литий-полимерной батареи. (Изображение: Jauch)

Использование LiPos связано со многими из тех же проблем, с которыми приходится сталкиваться пользователям литий-ионных аккумуляторов, включая перезарядку, чрезмерную разрядку, перегрев и внутренние короткие замыкания.Кроме того, раздавливание или проникновение гвоздей в пакеты из LiPo может привести к катастрофическим сбоям, начиная от разрывов пакетов и заканчивая утечками электролита и возгоранием.

Подобно ионам Li, LiPos может расширяться при высоких уровнях перезаряда из-за испарения электролита. Испарение электролита может вызвать расслоение, вызывая плохой контакт между внутренними слоями элемента, снижая надежность и срок службы. Это расширение может быть особенно заметно для LiPos, который может буквально надуваться.Это также может вызвать структурное повреждение хост-системы.

В таблице ниже сравниваются напряжения и типичные области применения шести основных химических компонентов литиевых батарей. Другие характеристики этих аккумуляторов включают:

  • LCO – 200 Втч / кг, обеспечивают высокую мощность, но с учетом относительно короткого срока службы, низких номинальных значений мощности и низкой термической стабильности.
  • LFP – 120 Втч / кг, имеют длительный срок службы и стабильность при высоких рабочих температурах.
  • LMO – 140 Втч / кг, катоды на основе компонентов оксида марганца, которые являются обильными, недорогими, нетоксичными и обеспечивают хорошую термическую стабильность.
  • NCA – 250 Втч / кг, обеспечивает высокую удельную энергию и длительный срок службы.
  • NMC – 200 Втч / кг, изменение пропорций химических компонентов позволяет разрабатывать батареи, оптимизированные как силовые или энергетические элементы. Благодаря своей гибкости, это одна из самых успешных химических систем для литиевых батарей.
  • LTO – 80 Втч / кг, самая низкая удельная энергия, но его можно быстро заряжать, разряжать с максимальной мощностью, в 10 раз превышающей номинальную, и он безопасен.

Сравнение напряжений литиевых батарей и приложений. (Изображение: TechSci Research)

Обратите внимание, что батареи NMC, LCO и NCA содержат кобальт, который помогает обеспечить более высокую мощность. Они могут обеспечивать большое количество энергии в небольшом корпусе, но могут быть более восприимчивыми к тепловым явлениям, которые могут вызвать проблемы с безопасностью.

На следующем рисунке показаны паук-диаграммы, в которых сравниваются основные типы литиевых батарей на основе их пригодности для использования в электромобилях (EV). На этих паук-диаграммах батареи, которые лучше подходят для электромобилей, имеют большую цветную область. Учитываются такие факторы, как удельная энергия, удельная мощность, безопасность, производительность, срок службы и стоимость. Удельная энергия в Втч / кг относится к диапазону электромобилей. Удельная мощность в Вт / кг относится к ускорению электромобиля. В частности, в случае электромобилей безопасность имеет решающее значение.Параметр «Производительность» отражает способность батареи использоваться в экстремальных температурных условиях, что также является важным фактором в автомобильных приложениях. Продолжительность жизни – это сочетание жизненного цикла и долголетия. Стоимость – это попытка учесть все связанные с этим затраты, включая вспомогательные системы для управления температурным режимом, безопасности, управления аккумулятором и мониторинга, а также необходимость продления гарантийного срока для электромобилей.

Сравнение производительности для различных литий-ионных химикатов, определение пригодности для использования в электромобилях.(Изображение: MDPI)

LiPo химикаты

Полимерный электролит дает несколько улучшенных характеристик, включая высокую плотность энергии и легкие батареи. В зависимости от структуры полимерных слоев он также может повысить безопасность батареи. По сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторами, LiPo-аккумуляторы могут изготавливаться с более широким диапазоном удельной плотности энергии (Втч / кг) и удельной мощности (Вт / кг), что делает LiPo-аккумуляторы более гибкими для более широкого диапазона потенциальных применений.В результате технология LiPo используется во всех основных химикатах литиевых батарей:

  • Литий-кобальтооксидная батарея (LCO)
  • Литий-ионная трехкомпонентная батарея (NCA, NMC)
  • Литий-ионная батарея с оксидом марганца (LMO)
  • Литий-железо-фосфатная батарея (LFP)

График Ragone для сравнения литий-ионных, LiPo (PLiON) и других аккумуляторных батарей. (Изображение: MDPI)

Алюминиево-воздушные и твердые полимерные батареи

Алюминиево-воздушно-полимерные батареи находятся в стадии активной разработки.Эти конструкции с высокой плотностью энергии имеют полимерный сепаратор, непосредственно контактирующий с литиевым анодом, чтобы отделить его от катода. Как и в других полимерных батареях, сепаратор предотвращает короткое замыкание батареи и поглощает жидкий электролит, поддерживая перенос ионов и замыкая электрическую цепь.

К сожалению, литиевый анод может образовывать дендриты во время цикла батареи. Эти дендриты могут проникать через полимерный сепаратор и укорачивать аккумулятор. В стадии разработки находятся модифицированные сепараторы, включающие слои оксида графена.Оксид графена защищает анод от загрязнений и предотвращает химические колебания на поверхности литиевого анода. Оксид графена работает вместе со слоем полимера, предотвращая прямой контакт между электролитом и литиевым анодом без значительного снижения ионной проводимости. Эта комбинированная структура замедляет коррозию электролита на аноде. Есть надежда, что в будущем использование двух типов слоев для стабилизации литиевого анода приведет к созданию батарей с очень высокой плотностью энергии с разумным сроком службы.

Ячейки с действительно твердыми полимерными электролитами (ТПЭ) вместо сегодняшних гелеобразных мембран также находятся в стадии разработки. Сегодняшние LiPo-элементы считаются «гибридной» системой между обычным литий-ионным аккумулятором и полностью твердотельным литий-ионным аккумулятором. Гелеобразные мембраны представляют собой гибридные системы, в которых жидкие фазы содержатся внутри полимерной матрицы. Хотя они могут казаться сухими на ощупь, они могут содержать до 50% жидких растворителей. Современные системы также называются системами с гибридным полимерным электролитом (HPE), которые объединяют полимерный материал, жидкий растворитель и соль.В стадии разработки находятся ТФЭ, которые представляют собой системы в полимерной среде, не содержащие растворителей.

В новой твердотельной структуре можно также использовать недорогие катоды с высоким удельным преобразованием энергии, которые несовместимы с химическим составом батарей на жидкой основе, например литий-ионными. Одним из примеров является запатентованный твердый сульфидный электролит, который поддерживает высокое содержание кремния и металлического лития в аноде в паре со стандартными промышленными катодами, включая оксиды лития, никель, марганца, кобальта (NMC).Новые катоды можно комбинировать с металлическим литием для удаления кобальта и никеля, что может снизить затраты на активный катодный материал на 90%.

Дорожная карта разработки твердотельных аккумуляторов устраняет кобальт и никель с катода (крайний справа). (Изображение: Solid Power)

Были произведены твердотельные элементы емкостью 2 Ач с использованием стандартного литий-ионного оборудования и процессов. Коммерческое производство кремниевого анодного элемента с высоким содержанием кремния емкостью 20 Ач ожидается к концу 2021 года, а 100 Ач – в 2022 году.

Сводка

LiPos предлагает несколько улучшенных характеристик по сравнению с Li-ion, включая более высокую плотность энергии и более легкие батареи. Кроме того, LiPos могут производиться самых разных форм и размеров. Однако в современных LiPos используются гелеобразные мембраны, а не полностью твердые полимерные электролиты (SPE). SPE находятся в стадии разработки и могут расширить преимущества LiPos в определенных приложениях. Алюминиево-воздушно-полимерные батареи обладают потенциалом для очень высокой плотности энергии (что приводит к увеличению дальности действия электромобилей) и хорошему сроку службы.Полностью твердотельные литиевые батареи большого формата появятся на горизонте в 2021 году.

Список литературы

Текущие технологии литий-ионных аккумуляторов в электромобилях и возможности для развития, MDPI
Различные типы литий-полимерных аккумуляторов, Grepow
Введение в технологию литий-полимерных аккумуляторов, Литий-полимерный аккумулятор Jauch
, Википедия
Производство литий-ионных аккумуляторов, TechSci Research
Типы литий-ионных батарей, Университет

Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи.На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, волоконная оптика, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP.Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN


RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤


Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤


Основы и типы замирания : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые замирания и т. Д., Которые используются в беспроводной связи. Читать дальше➤


Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤


Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤


5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP


Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ Учебников >>


Учебное пособие по 5G – В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны Учебник по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF


В этом учебном пособии GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.


RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования ИУ на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест на соответствие устройства WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптические технологии

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебник по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH


Поставщики, производители радиочастотных беспроводных устройств

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, микросхема индуктивности, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR flipflop коды labview


* Общая информация о здравоохранении *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь.
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


RF Калькуляторы и преобразователи беспроводной связи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB



СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ


RF Wireless Учебники



Датчики разных типов


Поделиться страницей

Перевести страницу

Что такое литий-полимерный аккумулятор »Электроника

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


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

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


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

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

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

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

Рекламируется, что многие блоки питания используют литий-полимерную технологию

Что такое литий-полимерная технология

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

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

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

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

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

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

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

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

Литий-полимерные элементы

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

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

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

Литий-ионный и литий-полимерный

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

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

Сравнение литий-ионных и литий-полимерных батарей

Литий-полимерный аккумулятор

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

Традиционный литий-ионный аккумулятор

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

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

Литий-полимерные батареи

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

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

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

Литий-ионные батареи (Li-ion) в наши дни очень распространены.

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

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

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

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

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

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

С литий-ионными аккумуляторами

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

Характеристики литий-ионных батарей

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

А теперь давайте углубимся в литий-полимерные батареи, поскольку это поможет нам понять, в чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором?

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

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

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

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

.

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

Литий-полимерный материал

уникален тем, что микропористый электролит заменяет традиционный пористый сепаратор.Литий-полимерный предлагает немного более высокую удельную энергию и может быть сделан тоньше, чем обычный литий-ионный, но стоимость производства выше на 10–30 процентов .

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

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

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

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

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

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

В чем разница между литиевыми и литий-ионными батареями?

Что касается аккумуляторов, у вас есть из чего выбрать. От кнопочных батарей до автомобильных аккумуляторов – этой отрасли не хватает разнообразия.Также существует много разных терминов, которые могут вызвать путаницу. Сегодня мы рассмотрим литиевые батареи и литий-ионные батареи.

В чем разница между литиевыми и литий-ионными батареями

Прежде чем мы перейдем к различиям между этими двумя типами батарей, давайте посмотрим на их сходство. В обоих случаях они обеспечивают переносное электричество. Они действуют, накапливая электрические заряды в своем химическом составе. И когда вы соединяете их электроды, создавая цепь, заряды будут течь между катодом и анодом, генерируя электрический ток, который обеспечивает питание любого устройства, использующего батарею.

Чем отличаются литиевые и литий-ионные батареи

Хотя есть подробное объяснение того, чем отличаются два типа батарей, в основном это сводится к тому, что литий-ионные батареи можно перезаряжать, а литиевые батареи одноразовые.

Если этого объяснения вам достаточно, то вперед. Если вам все еще интересно узнать о конкретных различиях между литиевыми и литий-ионными батареями, мы будем более чем счастливы объяснить.

Наиболее существенное различие между литиевыми и литий-ионными батареями заключается в типе элементов, которые они используют.Литиевые батареи имеют конструкцию с первичными элементами. Это означает, что они одноразовые или неперезаряжаемые. С другой стороны, ионные батареи имеют конструкцию вторичных элементов. Это означает, что их можно заряжать и использовать снова и снова.

Зачем нужны и литиевые, и литий-ионные батареи

Литиевые батареи были изобретены раньше литий-ионных батарей. Однако из-за того, что их нельзя было безопасно или легко перезарядить, компании были заинтересованы в том, чтобы предложить альтернативу с подзарядкой.Входят литий-ионные аккумуляторы. Эти батареи можно перезаряжать много раз, прежде чем они выйдут из строя.

Итак, если литий-ионные батареи можно перезаряжать, почему литиевые батареи все еще существуют? Несмотря на то, что литиевые батареи не являются перезаряжаемыми, они имеют большую емкость, чем их литий-ионные аналоги. Их более высокая плотность энергии означает, что они могут дольше работать на одном заряде – даже если у них когда-либо был только один заряд за всю жизнь. Кроме того, их легче производить, а значит, дешевле покупать; это потому, что они используют металлический литий в своем аноде, в то время как литий-ионные батареи используют много материалов для изготовления анода.Наконец, литиевые батареи могут лежать на полке в течение многих лет без разрушения, в то время как литий-ионные батареи становятся бесполезными всего через три года.

История литиевых и литий-ионных батарей

Литиевая батарея находится на рынке всего около четырех десятилетий, но в разработке она находится с начала 1900-х годов. Химики впервые начали работать над созданием литиевой батареи еще в 1912 году. Однако они изо всех сил пытались сделать ее стабильной для потребительского использования. В 1970-х они, наконец, стали жизнеспособным вариантом для потребительского рынка.После этого химикам потребовалось около двух десятилетий, чтобы разработать перезаряжаемый вариант, литий-ионный аккумулятор, который дебютировал в 1991 году. Он заменил старые типы перезаряжаемых батарей, которые были более тяжелыми и не столь эффективными.

Применение литиевых и литий-ионных батарей

Поскольку оба варианта обладают большой мощностью по сравнению с их размером, многие предметы содержат их, включая фонарики, игрушки, ноутбуки и сотовые телефоны. Литиевые батареи подходят для предметов, для которых жизненно важно продление срока службы батарей, таких как кардиостимуляторы, часы, слуховые аппараты, игрушки с дистанционным управлением, пульты в целом, цифровые камеры, калькуляторы и детекторы дыма.В элементах, требующих частой подзарядки, используются литий-ионные батареи, такие как интеллектуальные устройства, резервные источники питания для аварийных ситуаций, транспортные средства для отдыха, лодки, солнечные аккумуляторы, системы сигнализации, портативные блоки питания и беспроводные медицинские технологии.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.