Li polymer или li ion что лучше: безопасность, эффективность, применение и стоимость

Содержание

Что лучше и чем отличается

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

Особенности технологии

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

li-ion

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

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

Что общего у Li Ion и Li Pol аккумуляторов

Оба вида рассматриваемых источников питания имеют следующие одинаковые особенности:

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

Li Pol

Различия между Li Ion и Li Pol батареями

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

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

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

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

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

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

Чем литий ионный АКБ лучше литий полимерного

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

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

li-ion батареи 16340

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

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

Чем литий полимерный АКБ лучше литий ионного

Li po источники питания обладают следующими преимуществами:

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

Li-pol аккумулятор Li-pol аккумулятор

Литий-полимерные источники питания имеют и недостатки:

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

Что лучше выбрать li ion или li polymer

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

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

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

литий-ионный и литий-полимерный аккумулятор

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

особенности и отличия устройств, как лучше их эксплуатировать

Какой аккумулятор лучше: Li-polymer или Li-IonРазвитие разных технологий с использованием автономных источников питания постоянно повышает требования к аккумуляторным батареям. Аккумуляторы на основе никеля постепенно заменяются литиевыми. Технические характеристики при этом совершенствуются и становятся лучше. Li-polymer и Li-Ion — новые устройства, способные обеспечивать энергией аппараты начиная с мобильных телефонов и заканчивая электромобилями и летательными аппаратами.

Особенности литиевых аккумуляторов

Опыты по созданию литиевых батарей начались ещё в 1912 году, но только в начале 70-х годов появились первые батареи, которые стали использоваться в бытовых приборах. Создание аккумуляторов на основе лития было затруднено в связи с тем, что при работе с циклами заряд-разряд уменьшается тепловая стабильность и возникает опасность воспламенения устройства.

В результате исследований были разработаны устройства на основе ионов лития.

Достоинства и недостатки Li-Ion

Аккумулятор Li-IonLi-Ion безопасны и обладают большим количеством преимуществ. Сейчас существует много видов аккумуляторов Li-Ion, они имеют различные характеристики, но можно говорить об общих для всех типов преимуществах и недостатках. Некоторые из проблемных мест вызвали необходимость разработки Li-polymer батарей.

Li-Ion батареи всегда цилиндрической формы. Основные достоинства этого типа устройств:

  • Высокая энергетическая ёмкость. Энергия отдаётся заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого значения.
  • Низкий саморазряд.
  • Не требуют обслуживания.
  • Не нужны циклы разряда для восстановления ёмкости.

Главный недостаток — необходимость защитных мер, ограничивающих напряжение при зарядке и максимальные значения тока при зарядке и разрядке. Это противодействует воспламенению элемента. Дополнительным минусом этого типа батарей является старение.

Даже если батарея не используется, со временем происходит значительное уменьшение ёмкости.

Li-polymer батареи

Проблемы с обеспечением электробезопасности Li-Ion привели к созданию батарей, в которых жидкий электролит заменили на полимер. Благодаря твёрдому наполнению, аккумуляторы могут принимать любую форму и имеют малую толщину. Обычно они выпускаются в форме пластины или бруска, что позволяет удобно размещать их в батарейном отсеке. Ли-Пол — это новый тип батарей экологически безопасный, обладающий большой плотностью заряда. Используется в мобильных телефонах, фотоаппаратах, цифровой технике.

Недостатки аккумуляторов типа Li-polymer:

  • Аккумулятор Li-polymerПолностью выходят из строя при глубоком разряде.
  • Обычные бытовые аккумуляторы не отдают больших токов разряда, силы тока может не хватать для работы устройств. Однако, существуют специальные силовые батареи, способные отдавать ток 10C и больше. C — ток разряда аккумуляторной батареи. Соответствует времени разряда аккумулятора, выраженном в часах, при максимально допустимом токе.
  • Не предназначены для работы в зоне низких температур.

Для того чтобы сгладить все эти недостатки, производители батарей добавляют небольшое количество гелевого электролита к полимерному.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации разделяются на зависящие от пользователя и на регулируемые специально встроенным в аккумулятор контроллером. Напряжение аккумулятора должно находиться в интервале 4,2—2,7 В. Это максимальные и минимальные значения. В зависимости от материала электродов эти цифры могут немного изменяться. Контроллеры не позволяют напряжению в аккумуляторе во время заряда стать больше 4.2 В, а минимальное напряжение будет зависеть от устройства, в котором батарея используется.

Правила эксплуатации аккумуляторных батарей

Для сложной техники может не хватить минимального напряжения и потому в телефонах и планшетах часто имеется дополнительный контроллер.

Наибольшая долговечность источника питания обеспечивается при уровне заряда 45%. При больших или меньших значениях срок службы прибора уменьшается.

Правила, которые должны соблюдать пользователи, способны значительно увеличить срок службы аккумулятора. Основные рекомендации:

  • Правила зарядки аккумуляторных батарейСтараться не доводить батарею до минимального заряда. Если прибор отключился, то необходимо быстро поставить его на зарядку.
  • Не бояться частых подзарядов, это невредно для источника питания.
  • Избегать перезаряда. Контроллер может зарядить аппарат до 100% при комнатной температуре, но когда прибор нагреется, то получится, что заряд будет выше 100%. Это очень плохо влияет на долговечность батареи.

Какой аккумулятор лучше использовать: Li-pol или Li-ion, производители оборудования решают исходя из конкретных технологических процессов и характеристик изделия. Разница между этими источниками питания не очень велика. Но, хотя свойства обоих видов аккумуляторов похожи, особенность Li-polymer состоит в том, что в нём используется твёрдый электролит, а гелевый добавляется только для увеличения ионной электропроводности.

Развитие технологий позволяет ожидать двух-трёхкратного увеличения ёмкости батарей в ближайшие годы, но вместе с этим будут уменьшаться размеры, так что время работы, вероятно, не изменится.

Литий-ионный или литий-полимерный — какой аккумулятор лучше?

Литий-ионный или литий-полимерный — какой аккумулятор лучше?

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

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

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

Литий-ионный или литий-полимерный — какой аккумулятор лучше?

Отличия литий-ионного от литий-полимерного аккумулятора

Во всех известных смартфонах, планшетах, ноутбуках, смарт-часах и других портативных гаджетах наиболее подходящий аккумулятор рассчитывается на этапе проектирования на этапе инженерного конструирования. Производители последние годы с особым усердием стремятся внедрить новейшие технологии энергосбережения.

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

Поэтому нам покупателям остаётся идти на компромисс и выбирать характеристики, которые подходят для конкретных целей. Ходите в походы или много путешествуете — выбирайте долгий срок службы батареи в ущерб габаритам и грациозному внешнему виду. Любите выкладывать телефон на стол в дорогом ресторане? Тогда отнеситесь к нему как к аксессуару — пусть он будет работать меньше, зато лишний раз подчеркнёт статус владельца.

Литий-ионный или литий-полимерный — какой аккумулятор лучше?

Тип аккумулятора (литий-ионный и литий-полимерный) здесь никак не влияет на оценку гаджета — это часть инженерного расчёта под выбранную концепцию, где стоит выбор между, условно говоря, конструкцией «попроще и дешевле» или «посложнее, но дороже». Если вы хотите самостоятельно определить самый выносливый аппарат среди конкурентов, то лучше обратиться к профессиональным обзорам или хотя бы отзывам реальных пользователей. Эта информация расскажет вам гораздо больше о качестве батареи, чем её принадлежность к литий-ионной или литий-полимерной технологии.

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

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

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

Вы задумывались, почему производители Li-Ion Polymer на некоторых батареях (например, на iPhone и других смартфонах)? Теперь вы знаете, что здесь на самом деле происходит — из-за сокращённых названий разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором, когда речь идёт о портативной электронике, по факту минимальная. Давайте остановимся на этом подробнее.

Литий-ионный или литий-полимерный — какой аккумулятор лучше?

Плюсы литий-ионной (Li-Ion) батареи

+ высокая плотность
+ нет эффекта памяти
+ низкая стоимость

Минусы литий-ионной (Li-Ion) батареи

Может вздуваться и разрушаться
Риск самовоспламенения
Изнашивается с возрастом

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 Логотип компании «Неовольт»

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.

В Чем Различие и Что Выбрать

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

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

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

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

Что же такое Li-Ion и Li-Po?

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

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

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

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

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

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

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

Отличия литий-ионных аккумуляторов от литий-полимерных

Доставка по России СДЕК или Почтой России: Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самара, Омск, Казань, Челябинск, Ростов-на-Дону, Уфа, Волгоград, Пермь, Красноярск, Воронеж, Саратов, Краснодар, Тольятти, Ижевск, Ульяновск, Барнаул, Владивосток, Ярославль, Иркутск, Тюмень, Махачкала, Хабаровск, Оренбург, Новокузнецк, Кемерово, Рязань, Томск, Астрахань, Пенза, Набережные Челны, Липецк, Тула, Киров, Чебоксары, Калининград, Брянск, Курск, Иваново, Магнитогорск, Улан-Удэ, Тверь, Ставрополь, Нижний Тагил, Белгород, Архангельск, Владимир, Сочи, Курган, Смоленск, Калуга, Чита, Орёл, Волжский, Череповец, Владикавказ, Мурманск, Сургут, Вологда, Саранск, Тамбов, Стерлитамак, Грозный, Якутск, Кострома, Комсомольск-на-Амуре, Петрозаводск, Таганрог, Нижневартовск, Йошкар-Ола, Братск, Новороссийск, Дзержинск, Шахты, Нальчик, Орск, Сыктывкар, Нижнекамск, Ангарск, Старый Оскол, Великий Новгород, Балашиха, Благовещенск, Прокопьевск, Бийск, Химки, Псков, Энгельс, Рыбинск, Балаково, Северодвинск, Армавир, Подольск, Королёв, Южно-Сахалинск, Петропавловск-Камчатский, Сызрань, Норильск, Златоуст, Каменск-Уральский, Мытищи, Люберцы, Волгодонск, Новочеркасск, Абакан, Находка, Уссурийск, Березники, Салават, Электросталь, Миасс, Первоуральск, Рубцовск, Альметьевск, Ковров, Коломна, Майкоп, Пятигорск, Одинцово, Колпино, Копейск, Хасавюрт, Новомосковск, Кисловодск, Серпухов, Новочебоксарск, Нефтеюганск, Димитровград, Нефтекамск, Черкесск, Орехово-Зуево, Дербент, Камышин, Невинномысск, Красногорск, Муром, Батайск, Новошахтинск, Сергиев Посад, Ноябрьск, Щёлково, Кызыл, Октябрьский, Ачинск, Северск, Новокуйбышевск, Елец, Арзамас, Обнинск, Новый Уренгой, Каспийск, Элиста, Пушкино, Жуковский, Артём, Междуреченск, Ленинск-Кузнецкий, Сарапул, Ессентуки, Истра, Воткинск, Ногинск, Тобольск, Ухта, Серов, Бердск, Великие Луки, Мичуринск, Киселёвск, Новотроицк, Зеленодольск, Соликамск, Раменское, Домодедово, Магадан, Глазов, Каменск-Шахтинский, Железногорск, Канск, Назрань, Пушкин, Гатчина, Саров, Новоуральск, Воскресенск, Долгопрудный, Бугульма, Кузнецк, Губкин, Кинешма, Ейск, Реутов, Усть-Илимск, Железногорск, Усолье-Сибирское, Чайковский, Азов, Алушта, Армянск, Джанкой, Евпатория, Керчь, Севастополь, Симферополь, Судак, Крым, Феодосия, Ялта.

Наш адрес: г. Москва, ул.Складочная, д. 1, стр. 18, офис 302. Телефон: +7 925 080 38 88 (Viber, Whatsapp,Telegram). Режим работы: понедельник — воскресенье с 10:00 до 20:00. Сайт отвечает на вопросы: Как выбрать зарядку и аккумулятор для ноутбука? Как правильно определить оригинальный код аккумулятора для телефона? Как правильно подобрать аккумулятор для телефона? Где купить аккумулятор для робота пылесоса? Вас интересует наличие, цена, и как купить за наличный и безналичный расчет? — сделайте запрос нашим менеджерам. Официальный сайт компании Accutel.ru.

Литий─полимерный аккумулятор: отличие от ионного

Литий─полимерный аккумулятор: отличие от ионного

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

 

Содержание статьи

Li─Ion аккумулятор

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

Литий─ионный аккумулятор

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

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

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

Рекомендуем дополнительно прочитать статью о том, как правильно заряжать li-polymer аккумуляторную батарею.

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

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

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

Преимущества Li─Ion

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

Вернуться к содержанию
 

Недостатки Li─Ion

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

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

Li─Pol аккумулятор

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

Конструкция литий─полимерного аккумулятора

Конструкция литий─полимерного аккумулятора

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

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

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

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

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

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

Вернуться к содержанию
 

Отличие литий─полимерного от литий─ионного аккумулятора

Отличие литий─полимерного аккумулятора от ионного

Теперь нужно обобщить, в чём же отличие Li─Pol и Li─Ion аккумуляторов.

Полимерные батареи имеют в своём составе твёрдый электролит (полимер). В случае гибридных Li─Pol аккумуляторов ещё добавляется гелеобразный электролит с ионами лития. В случае Li─Ion аккумуляторов имеется жидкий электролит;

Литий─полимерные АКБ могут выполняться без металлической оболочки, что недопустимо для ионных. Кроме того, Li─Pol могут выполняться любой формы и толщиной до 1 миллиметра. Это довольно существенное отличие и преимущество полимерных батарей;

Энергоёмкость Li─Pol аккумуляторов немного меньше ионных.

Вместе с тем они имеют следующие общие моменты:

  • Общий принцип передачи заряда с помощью ионов лития;
  • Отсутствует «эффект памяти»;
  • Низкий уровень саморазряда;
  • Оба типа аккумуляторов подвержены деградации при хранении.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

в чем разница и что выбрать?

Разработка аккумуляторов (для смартфонов и не только) проходит по строго обозначенным стандартам и технологиям. При выборе между Li-Ion и Li-Pol АКБ, стоит учитывать специфику их производства. Так, компоненты для Li-Ion батарей в большей степени дешевле, что позволяет и продавать их за значительно низкую стоимость. С другой стороны, цена на литий-полимерные батареи значительно выше, но и вопрос их производства куда сложнее.

Задача этой статьи проста – рассмотреть плюсы и минусы в обозначенных выше батареях, а также помочь читателю определиться с выбором.

Li-Ion

Батареи типа Li-Ion считаются самыми известными и наиболее часто встречающимися: в подавляющем большинстве смартфонов, планшетов или ноутбуков с завода установлен именно этот вид АКБ.

Обозначим ключевые достоинства:

  • Нет каких-либо особых требований по соблюдению зарядки/разрядки с момента начала первого использования;
  • Медленная разрядка во время неактивного использования устройства, а также его неиспользования вовсе;
  • Отсутствует эффект памяти;
  • Низкая цена и по-настоящему огромный ассортимент.

Среди уязвимостей выделим следующие:

  • Выдерживают меньшее количество циклов перезаряда в сравнении с Li-Pol;
  • Необходимость в поддержке контроля напряжения;
  • Со временем литий-ионные батареи изнашиваются и теряют немалую часть своей емкости;
  • Также утрата емкости происходит при использовании аккумулятора на морозе;
  • Риски “вздутия” аккумулятора из-за брака/старения/неправильной эксплуатации.

Как можно заметить, данный вид аккумуляторов не лишен недостатков, но стоит сделать важную оговорку: за счет своей цены – это отличный вариант. Кроме того, далеко не у каждого пользователя того или иного мобильного устройства могут возникнуть серьезные проблемы с аккумуляторами данного типа. Однако стоит учитывать, что определенные риски все же есть.

Li-Pol

Первые прототипы и последующее массовое производство литий-полимерных аккумуляторов пришлось на 70-е годы XX века. За счет применения сухого полимера, аккумуляторы данного типа и приобрели свою популярность. Однако из-за плохой проводимости тока при использовании сухого проводника, производство таких батарей происходило с определенными сложностями. Проблема была решена путем добавления гелеобразного электролита.

Li-Pol аккумуляторы, несмотря на высокую стоимость, также достаточно популярны.

Плюсы Li-Pol:

  • Компактность и легкость за счет тонкости и уникальности конструкции при минимальном внедрении металлических компонентов;
  • Разнообразие форм-фактора;
  • Высокая автономность и минимальный уровень разряда при неактивной эксплуатации;
  • Способность выдерживать большее количество циклов заряда-разряда, нежели Li-Ion;
  • Очень высокий уровень надежности и минимальный риск возгорания;
  • Высокий уровень емкости.

Минусы Li-Pol:

  • Как и литий-ионные батареи, литий-полимерные тоже имеют свойство стареть. В год исчезает примерно 10% от общей емкости;
  • Относительно высокий уровень сложности в разработке и производстве, а следовательно – высокая стоимость даже за небольшую емкость.

По количеству преимуществ этот тип батарей, разумеется, выигрывает у предыдущего, ведь за счет внедрения более передовых технологий, Li-Pol аккумуляторы не только максимально качественные, но также и предельно автономные и надежные.

Вывод

При выборе между Li-Ion и Li-Pol, нужно четко определиться со своими требованиями и запросами: если Вы достаточно требовательно относитесь к вещам и Вам нужен максимальный уровень автономности и надежности, то Li-Pol батареи будут идеальным вариантом. Если же Вам необходима батарея на относительно небольшой промежуток времени, но тем не менее хорошего качества, то обратите внимания на Li-Ion из среднего и дорогого ценовых сегментов.

Литий-полимерные батареи

и литий-ионные батареи: в чем разница?

LiPo = Li-ion Если у вас есть какая-нибудь штуковина — ноутбук, планшет, устройство для чтения электронных книг, мобильный телефон, MP3-плеер, аккумуляторная отвертка, дрель и т. Д. — то вы постоянно используете литий-ионные батареи.

Литий-ионные батареи, часто обозначаемые сокращенно как Li-ion, в наши дни чрезвычайно распространены.

А как насчет так называемых литий-полимерных батарей, также называемых LiPo или Li-poly батареями? Они действительно лучше?

Если вы верите маркетологам, то да.Но, как оказалось, вас обманули, как и меня!

Сначала немного о литий-ионных аккумуляторах.

Короче говоря, они классные.

Обычно они поставляются в жестком пластиковом футляре. Например, если у вас стандартный ноутбук, аккумулятор представляет собой большую прямоугольную пластиковую вещь. Внутри несколько ячеек — подумайте о батарее АА, хотя размер вашего типичного литий-ионного элемента немного больше.

3.7V, 2600mAh lithium-ion cell 3,7 В, литий-ионный элемент 2600 мАч

Литий-ионный элемент имеет номинальное напряжение 3.7В. Вы можете посмотреть на аккумулятор ноутбука и увидеть, что он обеспечивает 11,1 В. Затем вы могли заметить, что 3,7 х 3 = 11,1. Таким образом, аккумулятор вашего ноутбука представляет собой 3-элементный аккумулятор. У других аккумуляторов ноутбуков разное количество ячеек, но все они работают одинаково.

Typical laptop battery Типичный аккумулятор портативного компьютера, содержащий несколько литий-ионных элементов

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

Литий-ионные аккумуляторы

необходимо заряжать осторожно, иначе они взорвутся и сделают другие забавные вещи.Вот почему все литий-ионные батареи имеют специальные зарядные устройства или встроенную электронику, регулирующую заряд.

Сначала аккумуляторы питаются постоянным током при постепенно возрастающем напряжении. Когда достигается предел напряжения на элемент, зарядное устройство переключается на постоянное напряжение (11,1 В в примере нашей трехэлементной батареи для ноутбука), но с постепенно уменьшающимся током. Та-да! Ваш аккумулятор заряжен.

Полезный совет. Литий-ионные батареи не любят минусовых температур.Например, если у вас есть аккумуляторная отвертка, не заряжайте аккумулятор зимой в гараже. Несите зарядное устройство и аккумулятор в дом и заряжайте там, где теплее. Большинство зарядных устройств вообще не заряжают аккумулятор, если температура слишком низкая (5 ° C / 41 ° F или ниже). Другие зарядные устройства будут заряжать аккумулятор, но они будут использовать «низкотемпературный режим зарядки», который менее эффективен и не так хорош для аккумулятора.

Makita quick charger Makita DC18RC 18V Lithium-Ion Rapid Optimum Charger

Хорошо, а как насчет литий-полимерных батарей?

Вот где становится интересно.Оказывается, то, что отделы маркетинга называют «литий-полимерными батареями», на самом деле являются «литий-ионными полимерными» батареями.

Что, черт возьми, это значит?

Вкратце, это означает, что так называемые «литий-полимерные» батареи почти идентичны литий-ионным батареям, но вместо этого они заключены в гибкий полимерный корпус. По сути, это просто переупакованный литий-ионный аккумулятор. Есть еще одно отличие по данным batteryuniversity.com:

Что касается пользователя, литиевый полимер по существу аналогичен литий-ионному .

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 .

Существует такая вещь, как настоящая литий-полимерная батарея , в которой в качестве электролита в батарее используется полимер вместо других стандартных жидких электролитов. Этот настоящий литий-полимерный аккумулятор все еще находится в стадии экспериментов.По данным BatteryUniversity.com, настоящая литий-полимерная «пластиковая батарея» так и не получила широкого распространения из-за проблем с производительностью при комнатной температуре.

"LiPo" battery. Note flexible casing, and the 3.7V rating «LiPo» аккумулятор. Обратите внимание на гибкий корпус и номинальное значение 3,7 В

. Теперь вы можете увеличить время автономной работы своего модного ноутбука с его «модным» не литий-полимерным аккумулятором, но это в первую очередь из-за плоского гибкого формата, который позволяет производителю начинать больше аккумуляторных ячеек в машину.

Вот и все.Если вы удалите относительно объемный пластиковый корпус со стандартными литий-ионными элементами внутри и вместо этого поместите плоские гибкие литий-ионные полимерные элементы на такое же пространство, вы получите больше энергии для игры в том же объеме — но базовый Сама технология аккумуляторов такая же: литий-ионная. Это то, что в наши дни называют «литий-полимерным».

Итак, если у вас когда-нибудь будет два варианта покупки гизмо, и у одного будет литий-ионная батарея, а у другого литий-полимерная, не волнуйтесь: для вас это одно и то же, но в другой упаковке.

Get Scottie Stuff!
.

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

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

Что такое литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионные (Li-ion) батареи

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

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

Что такое Li-Po батареи?

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

Кто из них лучше?

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

У этих батарей также отсутствует эффект памяти. Что это значит? Эффект памяти — это явление, при котором батареи теряют оптимальную способность к перезарядке. Поскольку литий-ионные аккумуляторы не обладают эффектом памяти, вы можете заряжать аккумуляторы даже после частичной разрядки.

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

Литий-полимерные батареи

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

Как выбрать?

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

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

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

Литий-ионный литий-ионный аккумуляторЛитий-ионный аккумулятор ИндияЛитий-ионный против литий-полимерного.

Преимущества и ограничения различных типов батарей

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и являются тонкими как бумага. Они настоящие? Возможно — но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на небольшой размер и длительный срок службы, этот аккумулятор не прослужит долго и изнашивается преждевременно. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер будет большим и громоздким.Третья батарея может обеспечить все желаемые качества, но цена будет слишком высокой для коммерческого использования.

Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и в ответ предлагают пакеты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений. Индустрия мобильных телефонов — пример умной адаптации. Акцент делается на небольшие размеры, высокую удельную энергию и невысокую цену. На втором месте — долголетие.

Надпись NiMH на батарейном блоке не гарантирует автоматически высокую плотность энергии.Например, призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона имеет тонкую форму. Такой пакет обеспечивает плотность энергии около 60 Втч / кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH-аккумулятор обеспечивает плотность энергии 80 Втч / кг и выше. Тем не менее, количество циклов этой батареи от умеренного до низкого. Высокопрочные NiMH аккумуляторы, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в громоздкие цилиндрические элементы. Плотность энергии этих ячеек составляет скромные 70 Втч / кг.

Компромиссы существуют и в отношении литиевых батарей.Литий-ионные блоки производятся для оборонных приложений, которые намного превышают плотность энергии коммерческого эквивалента. К сожалению, эти литий-ионные аккумуляторы сверхвысокой емкости считаются небезопасными для населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.

В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения серийного аккумулятора. Так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде, исключаются. Мы тщательно изучаем батареи не только с точки зрения плотности энергии, но и с точки зрения долговечности, характеристик нагрузки, требований к техническому обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов.Поскольку никель-кадмиевые батареи остаются стандартом, с которым сравнивают другие батареи, мы сравниваем альтернативные химические составы с этим классическим типом батарей.

Никель-кадмий (NiCd) — зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии. NiCd используется там, где важны долгий срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения — двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и не наносит вреда окружающей среде.

Никель-металлогидрид (NiMH) — имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.

Свинцово-кислотный — наиболее экономичный для мощных систем, где вес не имеет значения. Свинцово-кислотная батарея является предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.

Lithium Ion (Li ‑ ion) — самая быстрорастущая аккумуляторная система.Литий-ионный используется там, где первостепенное значение имеют высокая плотность энергии и легкий вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают портативные компьютеры и сотовые телефоны.

Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) — предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке. Основное применение — мобильные телефоны.

На рисунке 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых систем с перезаряжаемыми батареями с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к упражнениям и стоимости.Цифры основаны на средних номиналах имеющихся в продаже батарей на момент публикации.

никель-кадмиевый NiMH Свинцово-кислотный Литий-ионный Литий-ионный полимерный Многоразовые
Щелочные
Гравиметрическая плотность энергии (Втч / кг) 45-80 60-120 30-50 110-160 100–130 80 (начальная)
Внутреннее сопротивление
(включая периферийные цепи) в мОм
От 100 до 200 1
6 В, упаковка
От 200 до 300 1
6 В, упаковка
<100 1
12В в упаковке
От 150 до 250 1
7.2V упаковка
От 200 до 300 1
Пакет 7,2 В
200 до 2000 1
6 В, упаковка
Срок службы (до 80% от начальной емкости) 1500 2

.

типов литий-ионных батарей — Battery University

Ознакомьтесь с множеством различных типов литий-ионных батарей.

Литий-ионный назван в честь его активных материалов; слова либо написаны полностью, либо сокращены их химическими символами. Ряд букв и цифр, соединенных вместе, может быть трудно запомнить и еще сложнее произнести, а химический состав батарей также обозначается сокращенными буквами.

Например, оксид лития-кобальта, один из наиболее распространенных Li-ионов, имеет химические символы LiCoO 2 и сокращение LCO.Для простоты в этой батарее также можно использовать сокращенную форму Li-cobalt. Кобальт является основным активным материалом, придающим этой батарее характер. Другие литий-ионные химические соединения имеют аналогичные сокращенные названия. В этом разделе перечислены шесть наиболее распространенных Li-ion. Все показания являются средними оценками на момент написания.

Оксид лития-кобальта (LiCoO 2 ) — LCO

Его высокая удельная энергия делает Li-кобальт популярным выбором для мобильных телефонов, ноутбуков и цифровых фотоаппаратов.Батарея состоит из катода из оксида кобальта и графитового угольного анода. Катод имеет слоистую структуру, и во время разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду. При зарядке поток меняется на противоположный. Недостатком литий-кобальта является относительно короткий срок службы, низкая термическая стабильность и ограниченные нагрузочные возможности (удельная мощность). Рисунок 1 иллюстрирует структуру.

Рисунок 1 : Структура литий-кобальта.
Катод имеет слоистую структуру. Во время разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду; при зарядке поток идет от катода к аноду.
Источник: Cadex


Недостатком литий-кобальта является относительно короткий срок службы, низкая термическая стабильность и ограниченные нагрузочные возможности (удельная мощность). Как и другие литий-ионные аккумуляторы со смесью кобальта, литий-кобальт имеет графитовый анод, который ограничивает срок службы за счет изменения поверхности раздела твердого электролита (SEI), утолщения анода и литиевого покрытия при быстрой зарядке и зарядке при низкой температуре.Новые системы включают никель, марганец и / или алюминий для увеличения срока службы, возможностей загрузки и увеличения стоимости.

Литий-кобальт нельзя заряжать и разряжать при токе, превышающем его C-рейтинг. Это означает, что аккумулятор 18650 емкостью 2400 мАч можно заряжать и разряжать только при 2400 мА. Принудительная быстрая зарядка или приложение нагрузки выше 2400 мА вызывает перегрев и чрезмерное напряжение. Для оптимальной быстрой зарядки производитель рекомендует C-rate 0,8C или около 2000 мА. (См. BU-402: Что такое C-rate).Обязательная схема защиты аккумулятора ограничивает скорость заряда и разряда до безопасного уровня около 1С для энергетического элемента.

Гексагональный паук (рис. 2) суммирует характеристики Li-кобальта с точки зрения удельной энергии или емкости, которая связана с временем работы; удельная мощность или способность отдавать большой ток; безопасность; производительность при высоких и низких температурах; продолжительность жизни , отражающая жизненный цикл и долговечность; а стоит .Другими интересными характеристиками, не показанными в паутине, являются токсичность, способность к быстрой зарядке, саморазряд и срок хранения. (См. BU-104c: Батарея восьмиугольника — Что делает батарею батареей).

Литий-кобальт теряет популярность по сравнению с литий-марганцем, но особенно с NMC и NCA из-за высокой стоимости кобальта и улучшенных характеристик за счет смешения с другими активными катодными материалами. (См. Описание NMC и NCA ниже.)

Рисунок 2 : Снимок средней литий-кобальтовой батареи.
Литий-кобальт отличается высокой удельной энергией, но обеспечивает лишь умеренную удельную мощность, безопасность и срок службы.
Источник: Cadex


Сводная таблица

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *