Литий ионный или литий полимерный. Литий-ионные vs литий-полимерные аккумуляторы: сравнение технологий, характеристик и применения

Чем отличаются литий-ионные аккумуляторы от литий-полимерных. Какие преимущества и недостатки у Li-ion и Li-Pol батарей. Для каких устройств лучше подходит каждый тип аккумуляторов. Сравнение ключевых характеристик Li-ion и Li-Pol.

Ключевые отличия литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов

Основное отличие литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов от литий-полимерных (Li-Pol) заключается в используемом электролите:

• В Li-ion аккумуляторах применяется жидкий электролит, которым пропитан пористый сепаратор между электродами.
• В Li-Pol аккумуляторах используется полимерный сепаратор, который может содержать гелеобразный электролит.

Это различие в конструкции влияет на ряд характеристик и особенностей аккумуляторов:

• Li-Pol аккумуляторы могут иметь очень тонкую и гибкую форму, толщиной от 1 мм.
• Li-ion аккумуляторы обычно выпускаются в стандартных типоразмерах (например, 18650).
• Li-Pol считаются более безопасными из-за меньшего риска утечки электролита.
• Li-ion имеют более низкую себестоимость производства.

Сравнение основных характеристик Li-ion и Li-Pol аккумуляторов

Давайте сравним ключевые параметры литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов:

Характеристика	Li-ion	Li-Pol
Удельная энергоемкость	110-270 Вт·ч/кг	240-300 Вт·ч/кг
Количество циклов заряда-разряда	500-2000	300-1000
Саморазряд	3-5% в месяц	3-5% в месяц
Номинальное напряжение	3.6-3.7 В	3.7 В
Диапазон рабочих температур	-20°C до +60°C	-20°C до +40°C

Как видно из таблицы, Li-Pol аккумуляторы имеют несколько более высокую удельную энергоемкость, но уступают Li-ion по циклическому ресурсу и температурному диапазону.

Преимущества и недостатки литий-ионных аккумуляторов

Рассмотрим основные плюсы и минусы Li-ion батарей:

Преимущества Li-ion:

• Высокая удельная энергоемкость
• Большой срок службы (500-2000 циклов)
• Низкий саморазряд
• Отсутствие эффекта памяти
• Широкий диапазон рабочих температур
• Невысокая стоимость

Недостатки Li-ion:

• Риск возгорания при повреждении
• Необходимость использования защитной электроники
• Деградация при хранении
• Снижение емкости при низких температурах

Достоинства и недостатки литий-полимерных аккумуляторов

Теперь рассмотрим основные плюсы и минусы Li-Pol батарей:

Преимущества Li-Pol:

• Очень тонкие и легкие
• Гибкая форма
• Высокая удельная энергоемкость
• Повышенная безопасность
• Низкий саморазряд

Недостатки Li-Pol:

• Меньший срок службы по сравнению с Li-ion
• Более узкий температурный диапазон
• Высокая стоимость производства
• Риск вздутия при неправильной эксплуатации

Области применения Li-ion и Li-Pol аккумуляторов

Различные характеристики Li-ion и Li-Pol аккумуляторов определяют их оптимальные сферы применения:

Где чаще используются Li-ion аккумуляторы:

• Смартфоны и планшеты
• Ноутбуки
• Электроинструменты
• Электромобили
• Системы накопления энергии
• Портативная электроника

Где чаще применяются Li-Pol аккумуляторы:

• Дроны и радиоуправляемые модели
• Тонкие смартфоны
• Носимая электроника
• Bluetooth-гарнитуры
• Тонкие планшеты

Какой тип аккумулятора выбрать

При выборе между Li-ion и Li-Pol аккумуляторами следует учитывать несколько факторов:

• Требования к форме и габаритам: если нужен очень тонкий аккумулятор, лучше выбрать Li-Pol.
• Условия эксплуатации: для работы при экстремальных температурах подойдет Li-ion.
• Требуемый срок службы: Li-ion обычно служат дольше.
• Стоимость: Li-ion аккумуляторы дешевле в производстве.
• Безопасность: Li-Pol считаются более безопасными при механических повреждениях.

В большинстве случаев выбор между Li-ion и Li-Pol уже сделан производителем устройства, исходя из его конструкции и требований. Для пользователя важнее правильная эксплуатация аккумулятора, чем его тип.

Мифы и заблуждения о Li-ion и Li-Pol аккумуляторах

Существует несколько распространенных заблуждений об этих типах аккумуляторов:

1. Миф: Li-Pol аккумуляторы не взрываются. Факт: Li-Pol могут взорваться при серьезных нарушениях правил эксплуатации, хотя риск ниже, чем у Li-ion.
2. Миф: Li-ion аккумуляторы нужно полностью разряжать. Факт: Полный разряд вреден для Li-ion, оптимально поддерживать заряд 20-80%.
3. Миф: Li-Pol аккумуляторы не имеют эффекта памяти. Факт: Эффект памяти слабо выражен, но присутствует у обоих типов.
4. Миф: Li-Pol всегда лучше Li-ion. Факт: Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, выбор зависит от конкретного применения.

Перспективы развития литиевых аккумуляторов

Технологии литиевых аккумуляторов продолжают развиваться. Основные направления исследований:

• Увеличение удельной энергоемкости
• Повышение безопасности
• Ускорение процесса зарядки
• Увеличение срока службы
• Снижение стоимости производства

Ведутся разработки новых типов литиевых аккумуляторов, таких как литий-серные и литий-воздушные, которые могут обеспечить значительный прирост емкости.

Также исследуются технологии твердотельных аккумуляторов, которые могут объединить преимущества Li-ion и Li-Pol, обеспечив высокую емкость, безопасность и гибкость формы.

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

Чем отличается Li-ion от Li-Pol аккумулятора? Какой вариант лучше выбрать?

В производстве накопителей энергии устаревшие технологии быстро сменяются новыми решениями. Вначале аккумуляторы NiCd были вытеснены элементами типа NiMH. Взамен им были созданы более совершенные генерации аккумуляторных батарей – Li-ion, LiFePO4, Li-Pol. В данной статье мы рассмотрим отличия Li-ion и литий-полимерного аккумулятора, их преимущества и предпочтения по выбору с учетом особенностей предстоящего применения АКБ.

Особенности Li-ion технологии

Литиевые аккумуляторы начали массово производить в начале 1990-х. Функции активного электролита на начальном этапе выполняли кобальт и марганец. Теперь в Li-ion накопителях в качестве вещества катода применяются кобальтат лития, литий-марганцевая шпинель, литий-феррофосфат и другие составы. Но ключевую роль играет не разновидность вещества, а особенности его расположения в блоке.

В них электроды (катодная база на фольге из алюминия и анод из меди) разделяются пористым сепаратором, который пропитывается электролитом. Катод и анод в блоке соединены токоснимающими клеммами. Обслуживание заряда обеспечивают положительно заряженные ионы Li. Они с легкостью проходят в кристаллические решетки различных веществ, создают связи, инициируют протекание реакций и вызывают выход энергии. По принципу работы Li-ion накопители энергии схожи с гелевыми АКБ полного формата.

Основные плюсы и минусы Li-ion батарей перечислены в таблице:

Достоинства	Недостатки
Малый саморазряд – в 1-й месяц до 6%, в последующие – слабее. Защитный контур расходует порядка 3% накопленной энергии в месяц.	Необходимость применения интегрированной защитной платы. Она ограничивает максимальное напряжение при заряде и не допускает его критического снижения при разряде, ограничивает предельные токи и контролирует температуру.
Высокая плотность энергии и разрядных токов.	Подверженность старению, даже без эксплуатации.
Высокое напряжение ячеек по сравнению с NiCd и NiMH элементами – 3,6 В.	Существенное падение емкости на морозе.
Отсутствие эффекта памяти и простота обслуживания.	Относительно высокая стоимость (по сравнению с АКБ типа NiCd).
Большой эксплуатационный ресурс.
Небольшие размеры, легкий вес.
Отсутствие требований по обслуживанию (кроме подзарядки).

 

Технология создания Li-ion батарей с каждым годом улучшается, приводя к повышению безопасности их эксплуатации и снижению стоимости.

Чем отличается от Li-ion Li-Pol технология?

Усовершенствование Li-ion батарей было направлено на повышение безопасности их использования и удешевление технологии. Решить эту задачу удалось при помощи смены электролита – вместо пористого сепаратора с пропиткой из электролита начали применять полимерный электролит. Прежде он использовался в роли пластиковой пленки для проведения тока. В Li-pol накопителях энергии толщина элемента стартует от 1 мм, что позволяет получать изделия всевозможных форм и габаритов. Литий полимерный аккумулятор отличие от ионного зависит напрямую от сферы применения.

Но принципиальный ответ на вопрос, в чем разница Li-Pol аккумуляторов от Li-ion моделей, – это неиспользование электролита в жидком состоянии и сведение к минимуму риска воспламенения. В литий-полимерных АКБ нет ни жидких, ни гелевых электролитов. Активное вещество представляет собой твердую пластину и в области соприкосновения с литием не допускает образования дендритов при циклировании. Благодаря этому устраняется риск взрывов и возгораний литий-полимерных АКБ.

Изначально Li-Pol источники тока имели слабую проводимость и не подходили для портативных аппаратов. Но этот недостаток удалось устранить благодаря использованию гелеобразного электролита. Усовершенствованные Li-polymer накопители энергии имеют мембрану с электролитом. Для ее изготовления используется разделитель из пропилена или пористый полиэтилен, внутри которого содержится полимер. Взаимодействуя с жидкостью-электролитом, он становится гелеобразным.

Преимущества и недостатки Li-Pol источников тока

Важным преимуществом литий-полимерных аккумуляторов является отличное соотношение емкости и массы. Благодаря этому качеству Li-Pol источники тока широко применяются при оснащении квадрокоптеров и других радиоуправляемых моделей, в мобильных телефонах и цифровой технике. Ключевые плюсы и минусы Li-polymer аккумуляторов указаны в таблице:

Достоинства	Недостатки
Легкий вес в сочетании с высокой емкостью.	Относительно высокая стоимость.
Возможность создания аккумулятора произвольных габаритов и форм, в т. ч. очень тонких.	Необходимость в особом режиме подзарядки.
Быстрая подзарядка.	Необходимость балансировки ячеек.
Отсутствие эффекта памяти.	Чувствительность к глубокому разряду, перезаряду, низким температурам.
Незначительный износ.
Высокая степень надежности и безопасная эксплуатация.
Малый саморазряд – до 5% в месяц.
Неприхотливость в обслуживании.
Меньший износ и саморазряд.

Что лучше, Li-polymer или литий-ионный аккумулятор?

Ответ на этот вопрос зависит от того, где и в каких условиях будет применяться выбираемый источник тока. По основным характеристикам Li-ion и Li-Pol элементы питания схожи. Из ячеек типа Li-ion собираются аккумуляторные батареи разных геометрических параметров и технических характеристик. Использовать их допустимо в промежутке от -20 до +60 °С, но при пограничных значениях температуры происходит более быстрое старение.

Li-Pol аккумуляторы производятся всевозможной геометрии, отличаются значительной плотностью энергии и предельно безопасны. Они наиболее востребованы в условиях, когда требуется компактный и надежный источник тока. Промежуток рабочих температур у выпускаемых сейчас Li-Pol батарей идентичен температурному диапазону Li-ion.

Сравнительная таблица Li-ion и Li-Pol батарей

Чтобы выяснить с учетом индивидуальных приоритетов, что лучше, Li-polymer или литий-ионная АКБ, нужно сопоставить их характеристики. Это легко сделать с помощью сравнительной таблицы:

Характеристика	У Li-ion батарей	У Li-Pol батарей
Количество циклов	Больше	Меньше
Выбор типоразмеров	Узкий, есть модели в форме цилиндра и призмы, самый популярный цилиндрический размер – 18650.	Широкий, без стандартных рамок формата элементов питания, возможно создание элементов толщиной от 1 мм.
Вес	Немного больше	Легкий – за счет применения гелеобразного электролита и сокращения элементов из металла.
Емкость при идентичных размерах	Ниже	Выше, почти вдвое.
Плотность энергии на единицу массы	От 100 до 190 Втч/кг, в зависимости от материала катода.	От 130 до 200 Втч/кг.
Эксплуатационный ресурс	Приблизительно одинаковый: у литий-ионных – от 500 до 2000 циклов заряд-разряд, в зависимости от материала катода, у литий-полимерных – 800 – 1000 циклов.
Риск взрыва или возгорания	Присутствует, но использование платы защиты исключает такой риск.	Минимизирована – благодаря невозможности утечки электролита и использованию интегрированной защиты от избыточного заряда.
Допустимые температуры	От -20 до +60 °С, оптимально – от 0 до +30 °С.
Длительность подзарядки	Больше	Меньше
Напряжение (номинал)	3,6 В	3,7 В
Граничное напряжение разряда	2,8 В	3 В
Оптимальный и пиковый ток нагрузки	<1С и ˃2С, где С – значение емкости.
Особенности заряда	Током величиной 0,1…1С до достижения 4,1…4,2 В, а затем при неменяющемся напряжении.
Степень износа (естественное старение)	Порядка 0,1% в месяц.	Ниже, 20% за 2 года.
Скачки напряжения при разряде	Малые
Ценовая категория	Ниже	Выше

По этой таблице легко сопоставить, чем лучше литий-ионные аккумуляторы, и по каким параметрам они уступают литий-полимерным аналогам.

Подводим итоги

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

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

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

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

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.

Отличия литий-ионных аккумуляторов от литий-полимерных

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

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

    

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

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

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

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

Типы батарей для мобильных устройств

По мере того, как наши развлечения и работа перемещаются в мобильные телефоны, растет и наша зависимость от аккумуляторов, обеспечивающих питание мобильных устройств. В настоящее время самыми распространенными являются литиевые батереи. Литиевые батареи, в целом, подразделяются на два основных типа, а именно, литий-ионные и литий-ионные полимерные батареи. По сравнению с использовавшимися ранее никель-металгидридными, литиевые батареи обладают преимуществами более быстрого выполнения зарядки и разрядки и меньшим «эффектом памяти», который возникает, если заряжать батарею, не дожидаясь ее полной разрядки.

Литий-ионный аккумулятор

Иногда именуется литий-ионными батарейками. Это самая современная и недорогая группа батарей на рынке. Поскольку в литий-ионных батареях используется жидкий электролит, они должны храниться в металлических контейнерах. Наиболее распространенными являются контейнеры цилиндрической и призматической формы; преобладают все же цилиндрические батареи, например 18650 литий-ионные батареи. А еще, благодаря простоте производства, литий-ионные батареи используются везде, от мелких электронных устройств до больших электромобилей.

Литий-ионные батареи тяжелее, но имеют более широкую сферу применения.

Литий-ионные полимерные аккумуляторы

Литий-полимерные батареи тоньше и легче, но дороже

Обычно именуются литий-полимерными батареями. Их можно считать следующим поколением в эволюции литий-ионных батарей. В них используются гелеобразные электролиты, в меньшей степени подверженные утечкам. Поэтому их можно заключить в более тонкий контейнер по сравнению с литий-ионными батареями. Они легко принимают различную форму и размер, и подходят для различных электронных устройств. Кроме того, тонкий форм-фактор имеет большую площадь поверхности, что улучшает теплоотдачу, то есть термостойкость улучшается по мере увеличения размера батареи.

Можно было бы подумать, что литий-полимерные батареи лучше, чем литий-ионные, но, на самом деле, они похожи с точки зрения конструкции и безопасности. Например, избыточная зарядка или глубокая разрядка обоих типов батарей в определенной степени вредна для батареи и может привести к ее возгоранию или взрыву. В конечном счете, выбирая батарею, независимо от ее типа, остановитесь на батарее надежного бренда, которая соответствует высочайшим стандартам безопасности. Не подвергайте себя риску получить некачественную батарею ради экономии денег.

#Портативный внешний аккумулятор #Аккумулятор #Литий-ионный #Литий-полимерный #Мобильный телефон

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы: в чём разница?

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы ещё недавно были основными элементами питания для смартфонов и других портативных устройств. Однако современные смартфоны теперь гораздо чаще оснащены литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые стали хорошей альтернативой для разного рода бытовой электроники.

Поскольку безопасность и долговечность батарей находятся в списке приоритетов для многих пользователей, стоит знать о плюсах и минусах этих двух технологий. Итак, что же нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях?

Как работают литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионные аккумуляторы используют далеко не новую технологию. Её разработка началась еще в 1912 году, но она не получила признания, до тех пор, пока компания Sony не стала использовать её в 1991 году. С тех пор литий-ионные батареи использовались в широком спектре устройств, от фотоаппаратов до музыкальных плееров и смартфонов.

Литий-ионный аккумулятор оказался крайне удачным, что связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда батареи со временем перестают заряжаться до 100%) в отличие от предыдущих технологий аккумуляторов и сравнительно низкой стоимостью производства.

Li-ion батареи состоят из двух электродов (положительного и отрицательного), разделенных жидким химическим электролитом — этиленкарбонатом или диэтилкарбонатом. Из-за химического состава эти батареи в основном бывают прямоугольной формы. Ёмкость литий-ионного аккумулятора уменьшается в течение многих циклов зарядки и, кроме того, он разряжается, когда он не используется, что неидеально. Кроме того, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или при проколе, что приведет к тепловому выходу из строя и возгоранию. Хотя это случается очень и очень редко. Для регулирования мощности заряда и разряда литий-ионных батарей используются электронные контроллеры – они помогают предотвратить перегрев.

Как работают литий-полимерные аккумуляторы?

Литий-полимерные батареи изготовлены по более современной технологии, чем литий-ионные. Она появилась только в 70-е годы и не так давно добралась до смартфонов. К примеру, Samsung перешла на литий-полимерные аккумуляторы только в серии Galaxy S20, хотя другие компани используют эту технологию немного дольше.

В литий-полимерной технологии тоже задействованы положительный и отрицательный электрод, но с сухим твёрдым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не с жидкостью. В результате полимерные батареи могут быть более тонкими, иметь гибкую и более прочную конструкцию и иметь меньшую вероятность утечки электролитов, приводящей к тепловому выходу из строя. Одним словом, они намного безопаснее.

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

Литий-ионный и литий-полимерный аккумулятор: основные различия

У обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы. Литий-ионные батареи предлагают самую высокую ёмкость по самой низкой цене. Это удобно, если вам нужен недорогой телефон, который способен работать без подзарядки более одного дня. Недостатки литий-ионных аккумуляторов — это постепенный саморазряд (что не слишком важно для телефонов, которые всегда включены), и возможные, но маловероятные проблемы безопасности при перегреве.

Литий-полимерные аккумуляторы безопаснее, что особенно важно сейчас, когда повсеместно распространилась технология быстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не теряют заряд, когда вы их не используете. Однако это связано с более высокой ценой, меньшим сроком службы и меньшей плотностью ёмкости. Тем не менее, лёгкий вес литий-полимерных батарей дает в целом лучшую удельную энергию на кг.

В целом литий-полимерные батареи постепенно заменяют литий-ионные в индустрии смартфонов благодаря своей безопасности, универсальному форм-фактору и низкому весу – это касается устройств верхней и средней линейки. Хотя в более доступных телефонах, вероятно, ещё некоторое время будет использоваться технология литий-ионных аккумуляторов.

FAQ

• Безопасны ли литий-ионные батареи?

Ответ: Да. Сбои в работе и повреждения крайне редки, поэтому использование литий-ионных аккумуляторов безопасно. Особенно, если не допускать сильного перегрева и повреждения корпуса батареи.

• Безопасны ли литий-полимерные батареи?

Ответ: Да. Литий-полимерные аккумуляторы безопаснее, чем литий-ионные, так как меньше риск утечки электролитического компонента.

• Можно ли перерабатывать литий-ионные аккумуляторы?

Ответ: Да. Их следует утилизировать, а не выбрасывать. Эти батареи можно сдавать в некоторые магазины, где их собирают, чтобы отправить на дальнейшую переработку.

• Можно ли перерабатывать литий-полимерные батареи?

Ответ: Да. Их также следует утилизировать.

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.

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 аккумуляторов и твердотельных аккумуляторов.

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 легче изготовить, и он 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 Вт · ч / кг, обеспечивают высокую мощность, но с компромиссом между относительно коротким сроком службы, низкими номинальными мощностями и низкой термической стабильностью.
• 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 химические продукты

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 химических составах литиевых батарей:

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

График Ragone, сравнивающий литий-ионные, LiPo (PLiON) и другие аккумуляторные батареи.(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 проникнуть 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, чтобы остановить 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 сочетании с промышленными стандартными и коммерчески зрелыми катодами, включая оксиды лития, никеля, 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 LiPo 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

BU-206: Литий-полимерный: вещество или обман?

Узнайте, почему литий-полимерный так популярен.

Термин «полимер» обычно используется для описания определенного типа литиевой батареи, которая может быть или не быть на полимерной основе. Обычно они включают мешочки и призматические ячейки. Хотя слово «полимер» воспринимается как пластик, полимеры варьируются от синтетических пластмасс до природных биополимеров и белков, которые образуют фундаментальные биологические структуры.

Литий-полимерный аккумулятор

отличается от других аккумуляторных систем типом используемого электролита. В оригинальной полимерной конструкции 1970-х годов использовался твердый (сухой) полимерный электролит, напоминающий пластиковую пленку.Этот изолятор обеспечивает обмен ионами (электрически заряженными атомами) и заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Твердый полимер имеет плохую проводимость при комнатной температуре, поэтому для обеспечения протекания тока аккумулятор необходимо нагреть до 60 ° C (140 ° F) и выше. Были установлены большие полимерные батареи для стационарных применений, которые нуждались в обогреве, но с тех пор они исчезли. Долгожданная реклама «настоящей пластиковой батареи», обещанная в начале 2000-х, не оправдалась, поскольку электропроводность не могла быть достигнута при температуре окружающей среды.

Чтобы сделать современную литий-полимерную батарею проводящей при комнатной температуре, был добавлен гелеобразный электролит. Большинство литий-ионных полимерных элементов сегодня содержат микропористый сепаратор с небольшим количеством влаги. Литий-полимерный может быть построен на многих системах, таких как литий-кобальт, NMC, литий-фосфат и литий-марганец, и не считается уникальным химическим составом батарей. Большинство литий-полимерных упаковок изготовлено на основе кобальта; также может быть добавлен другой активный материал.

В чем разница между обычным ионно-литиевым и ионно-литиевым полимером с добавлением гелеобразного электролита? С точки зрения пользователя литий-полимерный, по сути, такой же, как литий-ионный.Обе системы используют одинаковый материал катода и анода и содержат одинаковое количество электролита.

Литий-полимерный материал

уникален тем, что микропористый электролит заменяет традиционный пористый сепаратор. Литий-полимерный материал имеет немного более высокую удельную энергию и может быть тоньше обычного литий-ионного полимера, но стоимость производства выше, чем у цилиндрической конструкции. В целях обсуждения карманные клетки часто идентифицируются как литий-полимерные.

Литий-полимерные элементы

также выпускаются в гибком корпусе из фольги, напоминающем пищевой пакет.В то время как для стандартного литий-ионного аккумулятора требуется жесткий корпус, чтобы прижать электроды друг к другу, для литий-полимерного материала используются ламинированные листы, которые не нуждаются в сжатии. Корпус из фольги снижает вес более чем на 20 процентов по сравнению с классическим твердым корпусом. Технология тонких пленок упрощает дизайн, так как батарее можно придать любую форму, которая будет аккуратно вписываться в стильные мобильные телефоны и планшеты. Литий-полимер также можно сделать очень тонким, чтобы напоминать кредитную карту (см. Ячейку в мешочке). Легкий вес и высокая удельная мощность делают литий-полимер предпочтительным выбором для любителей.

Характеристики заряда и разряда литий-полимерных систем идентичны другим литий-ионным системам и не требуют специального зарядного устройства. Вопросы безопасности также схожи в том, что необходимы схемы защиты. Скопление газа во время зарядки может вызвать разбухание некоторых призматических ячеек и ячеек мешочков, и производители оборудования должны учитывать это расширение. Литий-полимерный корпус в упаковке из фольги может быть менее долговечным, чем литий-ионный в цилиндрической упаковке.

Батареи в портативном мире

Материал по Battery University основан на незаменимом новом 4-м издании « Batteries in a Portable World — A Handbook on Battery for Non-Engineers », которое доступно для заказа через Amazon.com.

Литий-ионный аккумулятор

против литий-полимерного аккумулятора: последняя подробная разница

Литий-ионный или литий-полимерный

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

[/ caption]

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

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

Литий-ионный аккумулятор

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

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

Литий-полимерный аккумулятор:

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

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

Литий-ионный аккумулятор

и литий-полимерный аккумулятор

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

Параметры	Литий-ионный аккумулятор	Литий-полимерный аккумулятор
Полезный диапазон напряжения	от 3В до 4.2В	От 3 В до 4,2 В
Плотность энергии	Высокая плотность энергии	Меньшее и уменьшенное количество циклов по сравнению с литий-ионным
Гибкость	Низкая	Высокая
Масса	Относительно тяжелее	Легкий вес
Безопасность / Взрывоопасность	Более летучий по сравнению с Li-Po	Больше безопасности.Меньше шансов на взрыв
Продолжительность зарядки	Относительно более длительная зарядка	Укороченный заряд
Стоимость	Дешевле	Немного дороже
Вместимость	Относительно ниже	Li-Po аккумулятора одинакового объема, емкость примерно в 2 раза больше, чем у литий-ионного аккумулятора
Срок службы	Длинный	Длинный
Старение	С течением времени теряется фактическая емкость заряда	Сохраняет заряд лучше, чем Li-ion
Диапазон температур	от -20 до 60 ° C	от -20 до 70 ° C
Импеданс	<100 мОм	<50 мОм
Температура заряда	от 0 до 40 ° C	от 0 до 40 ° C
Температура хранения	от -20 до 35 ° C	от -20 до 35 ° C
Приложения	Используется в резервных источниках питания / ИБП, мобильных устройствах, ноутбуках и других обычно используемых бытовых электронных товарах.Также используется в системах электрической мобильности и накопления энергии	В основном используется радиоуправляемое оборудование и самолеты, мобильные устройства, ноутбуки и другие широко используемые электронные продукты. Также используется в электромобилях.

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

Мы в Robu.in надеемся, что вам было интересно, и что вы вернетесь к другим нашим образовательным блогам.

ОБЯЗАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ БЛОГИ ПО АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕ

Литий-ионные (Li-ion) VS Литий-полимерные (LiPo) аккумуляторы

Литий-ионные (Li-ion) батареи

были предпочтительным выбором для смартфонов и различных других портативных устройств. Однако литий-полимерные (LiPo) батареи в настоящее время постепенно заменяют литий-ионные батареи в качестве основных аккумуляторов для большинства интеллектуальных устройств. Мы собираемся обсудить различия между этими двумя типами батарей в сегодняшнем «Батарейном понедельнике».

Материал корпуса

Литий-ионные батареи

состоят из положительного и отрицательного электродов и разделены жидким химическим электролитом, например этиленкарбонатом или диэтилкарбонатом .Эти батареи в основном имеют форму цилиндрической или прямоугольной формы из-за ограничений производственного процесса и материала корпуса.

Как и все батареи, емкость литий-ионных батарей уменьшается с циклом зарядки и может даже разряжаться, когда они не используются. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах. В случае прокола может произойти тепловой выброс или возгорание.

Форма

Стандартные литий-ионные батареи требуют прочного корпуса для сжатия электродов, а литий-полимерные — нет.В результате маленькие LiPo батареи на легче на по сравнению с традиционными батареями с жестким корпусом, а тонкопленочная технология может предложить более гибкие конструкции, которые более точно соответствуют пространству в аккумуляторном отсеке. Эти конструкции ячеек могут иметь множество форм, таких как ультратонкие, изогнутые и т. Д., Что также позволяет хранить больше энергии.

Кроме того, в LiPo батареях микропористый электролит заменяет традиционную пористую диафрагму, а в качестве упаковочного материала используется композитная пленка из алюминия и пластика.Эта алюминиевая пленка обеспечивает большую гибкость и снижает вероятность теплового разгона и взрыва из-за утечки электролита.

Срок службы

Литий-ионные батареи

прослужат дольше, чем батареи большинства других типов. Они могут длиться около , два-три года, или даже дольше и около , 300-500 циклов зарядки, . Их срок службы продолжает улучшаться по мере развития производства литий-полимерных батарей и развития технологий.

Заключение

И литий-ионные, и литий-полимерные батареи подходят для использования с высокой мощностью.Однако литий-ионные батареи более доступны по более низкой цене, что делает их более подходящими для массового использования.

В конечном счете, у использования литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов есть свои плюсы и минусы, и лучший из них будет соответствовать потребностям клиентов. Однако с развитием современных технологий и возрастающей потребностью в более технологически совершенных устройствах мы в Grepow твердо уверены, что литий-полимерные батареи будут пользоваться большим спросом.

Видео

Подробнее о Grepow

Мы — ведущий мировой производитель аккумуляторов, специализирующийся на аккумуляторах особой формы, аккумуляторах с высокой скоростью разряда и аккумуляторах для БПЛА.Благодаря настойчивым усилиям нашей научно-исследовательской группы мы наконец разработали полутвердую батарею и скоро выйдем на стадию массового производства, что является большим прорывом.

Если у вас есть какие-либо вопросы по сегодняшней теме или вы хотите узнать о батареях, свяжитесь с нами по электронной почте [email protected] . Или, если что-нибудь, что мы могли бы улучшить и что вы захотите узнать, напишите нам, мы прочитаем комментарий и предоставим высококачественный учебник по знаниям об аккумуляторах.

Официальный сайт

Grepow: https://www.grepow.com/

Grepow Facebook: https://www.facebook.com/grepowbattery

Grepow Linkedin: батарея Grepow

Литий-ионный или литий-полимерный — что лучше?

На рынке павербанков представлено 2 типа аккумуляторов — литий-ионные и литий-полимерные. Кто-то сказал, что литий-полимерный намного лучше, потому что литий-ионный будет исследовать. Это правда? Поговорим об этом сегодня.

Рабочий

Это 4 компонента внутри литий-ионной батареи, как показано ниже.

1). положительный электрод: изготовлен из химического соединения, называемого оксидом лития-кобальта

2). отрицательный электрод: изготовлен из углерода

3). электролит: соль лития в органическом растворителе

4). сепаратор: предотвращает контакт между катодом и анодом и предотвращает короткое замыкание.

Когда батарея заряжается, оксид лития-кобальта положительного электрода высвобождает ионы лития. Затем ионы проходят через электролит, поэтому аккумулятор сохраняет энергию.

И наоборот, эти ионы лития возвращаются в оксид лития-кобальта из углерода. Таким образом, аккумулятор обеспечивает энергией наше устройство. Так работает литий-ионный аккумулятор.

Литий-ионный полимерный аккумулятор обычно известен как литий-полимерный аккумулятор. Это перезаряжаемая батарея, в которой используется литий-ионная технология и полимерный электролит вместо жидкого электролита. Вот почему он немного отличается от литий-ионных аккумуляторов.

Разница между Li-ion и LiPo

Теперь поговорим о разнице.

Как правило, у обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы.

Плюсы литий-ионного аккумулятора

1. Он имеет очень высокую плотность энергии.

2. Отсутствует эффект памяти (эффект, который затрудняет зарядку аккумулятора с течением времени).

3. Низкая стоимость производства по сравнению с литий-полимерным аккумулятором

4. Аккумулятор с низким уровнем обслуживания

Минусы литий-ионного аккумулятора

1. Он имеет постепенный саморазряд, но это не имеет большого значения если он всегда используется.

2. Эти батареи нестабильны по своей природе и также подвержены старению. Возможно опасно. Если когда-либо нарушится барьер между положительным и отрицательным электродами, химическая реакция может вызвать возгорание.

3. Эффективность со временем снижается.

4. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения более безопасной работы.

Плюсы литий-полимерного аккумулятора

1. Он гибкий и прочный.

2.У него меньше шансов утечки электролитов, и, следовательно, они немного безопаснее.

3. Обладает очень низким уровнем саморазряда.

4. Легкий вес.

Минусы литий-полимерного аккумулятора

1. У него более короткий жизненный цикл.

2. Низкая плотность энергии хранит меньше энергии, чем литий-ионный аккумулятор такого же размера.

3. Стоимость изготовления высокая.

Что безопаснее?

Итак, литий-полимерный аккумулятор намного безопаснее?

Судя по видео, вы можете видеть, что литий-полимерный аккумулятор тоже может взорваться, хотя он имеет повышенную безопасность.

Однако опасность возникает только тогда, когда он перезаряжен или подвергается экстремальным условиям.

Хотя в новостях вы можете увидеть много возгораний аккумуляторных батарей, вы, вероятно, не так часто видите их в обычных бензиновых автомобилях. Тем не менее, бензин гораздо более легковоспламеняющийся. Итак, дело в том, как вы с этим справляетесь.

Если вы покупаете пауэрбанки с мультизащитой, как у Morui, то о возможном возгорании беспокоиться не стоит.

Заключение

Все больше производителей используют литий-полимерные аккумуляторные элементы вместо литий-ионных аккумуляторов 18650.Это не значит, что у Li-poly лучше. Просто для создания более компактных размеров.

Когда вам нравится покупать powerbank, вы должны быть уверены, что они имеют существенную множественную защиту.

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

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

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

Информация о литий-ионных и литий-полимерных батареях

Начнем с основ. Что такое литий-ионный аккумулятор?

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

Литий-ионные аккумуляторы состоят из четырех основных компонентов:

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

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

Разница между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами

Как и ожидалось, изменение электролитов приводит к небольшому различию между собой.

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

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

Так как это применимо к павербанкам?

В следующей таблице приведены наиболее существенные различия между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами:

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

Какие из них лучше?

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

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

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

Было бы несправедливо утверждать, что один тип батарей лучше другого, если оба обладают большими преимуществами, а также имеют незначительные недостатки. В целом, аккумуляторы LiPo лучше подходят для покупателей, которым нужна портативность, а литий-ионные — для тех, кому нужна долговечность.

Какие блоки питания безопаснее?

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

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

Заключение

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

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

Батареи: описание литий-ионных и литий-полимерных батарей

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

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

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

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

Структура штатной батареи выглядит так:

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

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

---

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

• Обзор литий-ионного аккумулятора
• Что особенного в литий-полимерном аккумуляторе?
• Рекомендации по продуктам для литиевых аккумуляторов
• Применение литий-ионных аккумуляторов
• Проекты с литий-ионными аккумуляторами
• На что следует обратить внимание при использовании литиево-ионных аккумуляторов

---

Обзор литий-ионных аккумуляторов

Что такое литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионные батареи

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

Как работает литий-ионный аккумулятор?

Чтобы понять, как это работает, давайте рассмотрим базовую структуру обычного литий-ионного аккумулятора:

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

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

Варианты литий-ионных аккумуляторов

Мы упомянули, что наиболее распространенная литий-ионная батарея сделана из литий-кобальта и графита, но на самом деле есть еще несколько других! Они очень похожи друг на друга, но используются по-разному. Основное отличие заключается в материале анода и катода.

Оксид лития-кобальта (LCO)

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

Литий-оксид марганца (LMO)

В этой литий-ионной батарее в качестве катода используется оксид лития-марганца, что позволяет ей работать с высокими токами. Однако он имеет более низкую плотность энергии и не прослужит долго. Вы можете найти этот тип литиевой батареи в электроинструментах, медицинских инструментах и ​​т. Д.

Литий-железо-фосфатная батарея (LFP)

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

Литий, никель, марганец, кобальт, оксид (NMC)

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

Литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA)

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

---

Литиевые и щелочные батареи

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

Литий-ионные батареи

Щелочные батареи

---

Литий-полимерный аккумулятор

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

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

Мини-сравнение литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов

9018 Более длительный срок службы 9018 9018 Более короткий срок службы 9018

Литий-ионный аккумулятор	Литий-полимерный аккумулятор
Дешевый	Дорогой
Высокая плотность мощности	Сохраняет меньше энергии1
Более высокий профиль	Низкий профиль
Более высокая вероятность утечки электролита	Более низкая вероятность утечки электролита

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

---

Рекомендация по литиевым батареям

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

LiPo Rider Pro (14,95 долл. США)

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

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

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

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

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

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

---

Применение литий-ионной батареи

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

Фонарик

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

Электромобили

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

---

Проекты с литий-ионным аккумулятором

Яполамп

Ссылка: Hackaday

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

Что вам понадобится:

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

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

Tetris Light — Мод батареи

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

Что вам понадобится (на примере света тетриса):

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

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

---

На что следует обратить внимание при использовании литий-ионной батареи

Хотя литий-ионный аккумулятор обладает множеством преимуществ, при его использовании необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности, так как это может привести к пожару.Я уверен, что никто не хотел бы пострадать, пытаясь внедрить литиевую батарею в свои проекты!

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

---

Резюме

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

Рекомендуемая литература

Все о процессорах: микропроцессоре, микроконтроллере и одноплатном компьютере — интересуетесь содержимым процессора? Прочтите эту статью!

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

Электронная схема: Делители напряжения — Хотите предотвратить возгорание? Делитель напряжения станет вашим лучшим другом!

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

.