Nejlepší moderní malé galvanické zdroje energie jsou prvky, které jako aktivní složku používají sloučeniny lithia. Tento materiál má nejmenší množství všech kovů, které jsou k dispozici pro praktické použití, takže má největší elektrochemický potenciál. To vám umožní získat nejvyšší proudovou hustotu na jednotku hmotnosti vyrobených baterií.
Obsah
Technologické funkce
Baterie vyrobené pomocí technologie pomocí lithiových elektrod a začlenění tohoto kovu do elektrolytu mají vynikající technické parametry, vysokou kapacitu, vysoký provozní proud, trvanlivost a kompaktnost.
Jedním z nejčastějších typů těchto baterií jsou lithium-iontové (Li Ion) a lithium-polymerové produkty (Li Polymer). Mají mnoho podobných konstrukčních prvků, ale také některé rozdíly, které ovlivňují jejich výkon.
Podívejme se podrobněji na to, jaké vlastnosti a rozdíly jsou baterie vyrobené pomocí těchto technologií.
Co mají společné Li Ion a Li Pol baterie
Oba typy uvažovaných zdrojů energie mají následující identické vlastnosti:
- stejná konstrukce elektrod obsahujících uhlíkový materiál (obvykle grafit) v anodě a kobalt, vanad nebo oxid manganu v katodě;
- podobná chemická reakce, která má za následek elektromotorickou sílu v lithiových buňkách, v důsledku interakce elektrod oddělených elektrolytem se začleněním lithných solí;
- stejné jmenovité napětí rovné 3,7 V;
- stejná skladovatelnost 2-3 roky;
- podobnost konstrukce umožňuje použití stejných nabíječek pro oba typy baterií;
- nemají paměťový efekt, ale jsou citlivé na silný výboj a jsou nebezpečné při přebití (více než 4,2 V), při kterých může dojít k požáru nebo výbuchu;
- Není dovoleno používat oba typy baterií v případě poškození a po silném vybití (do 2,7 V).
Rozdíly mezi Li Ion a Li Pol bateriemi
Baterie Li pol se liší od lithium-iontů hlavně ve fyzickém stavu elektrolytu.
V prvním případě se používá pevný polymerní elektrolyt nebo destičky s inkluzemi gelového elektrolytu a ve druhém případě jsou elektrody odděleny kapalnou účinnou látkou.
Použití zcela suchého elektrolytu snižuje jeho aktivitu, a proto se ke zlepšení provozních charakteristik baterií přidávají inkluze gelového polotekutého elektrolytu.
Použití vrstvy polymerního elektrolytu místo porézního separátoru naplněného elektrolytem komplikuje proces a zvyšuje jeho náklady, ale umožňuje během provozu pohodlnější a bezpečnější zdroje energie.
| Funkce | Lithium-ion | Lithium-polymer |
|---|---|---|
| Hustota energie | Vysoká | Nízké |
| Vliv stárnutí | Časem ztrácí kapacitu | Také ztrácí, ale ne tak intenzivní jako li-ion |
| Šance na výbuch | Při nabíjení může explodovat | Odolný proti výbuchu |
| Náklady | Levné | Drazí |
| Čas nabíjení | Nabíjejte po dlouhou dobu | Nabíjení výrazně rychleji |
| Hmotnost | Těžší | Jednodušší |
Současně použití suchého polymeru snižuje aktivitu elektrolytu a poskytuje přijatelné elektrické parametry pouze při vysokých teplotách.V tomto ohledu se při výrobě nejmodernějších lithium-polymerových zdrojů používá hybridní technologie, ve které se inkluze gelového elektrolytu přidávají do suchého polymerního materiálu. To zvyšuje jeho iontovou vodivost při zachování vysokého výkonu.
Než lithium-iontová baterie je lepší než lithium polymer
Zdroje lithium-iontů mají oproti lithium-polymerům následující výhody:
- použití aktivnějšího kapalného elektrolytu umožňuje získat vyšší energetickou hustotu a zlepšené charakteristiky přenosu proudu při normální a nízké teplotě;
- výroba takových baterií je levnější než lithiové polymerní články;
- odolávají většímu počtu cyklů vybíjení, mají delší životnost.
Současně použití aktivní elektrolytické kapaliny uvnitř takových baterií způsobuje řadu nevýhod:
- je nutné použít těsnější a odolnější pouzdra, aby se zabránilo úniku elektrolytu;
- celková hmotnost baterií se zvyšuje;
- univerzálnost použití klesá;
- Li-ion baterie jsou výbušnější, více se bojí přebíjení, vyžadují použití speciálních vestavěných ochranných zařízení;
- potřebují delší nabíjení s povinnou regulací maximálního napětí a teploty;
- mají menší kapacitu se stejnou velikostí;
- vysoká aktivita kapalného elektrolytu způsobuje rychlejší stárnutí lithium-iontových bateriových modelů, které ztratí asi 0,1% celkové kapacity za měsíc.
Než lithium-polymerová baterie je lepší než lithium-iontová
Napájecí zdroje Li po mají následující výhody:
- použití suchého nebo polosuchého elektrolytu umožňuje výrobu kompaktních baterií jakéhokoli tvaru a velikosti a také jejich flexibilitu;
- mají nižší hmotnost a velikost ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi shodnými ve výkonu;
- vyšší (téměř dvakrát) kapacita se stejnou celkovou kapacitou baterie;
- lepší bezpečnost a menší riziko přebití, žádné riziko úniku elektrolytu;
- méně času potřebného k nabíjení;
- méně opotřebení.
Zdroje lithium-polymeru mají také nevýhody:
- snížená hustota energie, takže mají menší povolený vybíjecí proud a menší maximální vydaný výkon;
- výroba je dražší;
- vydrží méně cyklů vybíjení a vybití.
Co je lepší zvolit li ion nebo li polymer
Mezi oběma typy baterií není tolik rozdílů, což by učinilo jednoznačnou volbu ve prospěch jedné nebo druhé baterie. Výběr požadovaného typu baterie musí být proveden v závislosti na každém konkrétním případě.
Pokud potřebujete používat kompaktní a nenáročné baterie, je lepší zvolit lithium-polymerovou verzi.
V případě potřeby je pro zajištění delší životnosti a získání silnějšího vybíjecího proudu lepší použít lithium-iontový zdroj energie. Tato možnost je přijatelnější a pokud chcete ušetřit peníze na nákup baterie.
Oba typy baterií mají vynikající elektrické vlastnosti, mnohokrát lepší než solné, alkalické a kovové hydridové baterie. Za správných provozních podmínek, zabraňujících silnému vybíjení a přebíjení, mohou oba typy baterií vydržet několik let a uvolňovat vysoký proud a napětí.
