Geriausi šiuolaikiniai mažo galvaninio energijos šaltiniai yra elementai, kuriuose kaip aktyvusis komponentas naudojami ličio junginiai. Ši medžiaga turi mažiausią visų metalų masę, kurią galima naudoti praktiškai, todėl ji turi didžiausią elektrocheminį potencialą. Tai leidžia jums gauti didžiausią pagamintų akumuliatorių srovės tankį, tenkantį vienam svorio vienetui.
Turinys
Technologijos savybės
Baterijos, pagamintos naudojant technologiją, naudojant ličio elektrodus ir įterpiant šį metalą į elektrolitą, pasižymi puikiais techniniais parametrais, didele talpa, didele darbine srove, ilgaamžiškumu ir kompaktiškumu.
Vienas iš labiausiai paplitusių tokių baterijų tipų yra ličio jonų (Li jonų) ir ličio polimero (Li polimeras) gaminiai. Jie turi daug panašių dizaino savybių, tačiau taip pat yra keletas skirtumų, turinčių įtakos jų našumui.
Leiskite mums išsamiau apsvarstyti, kokios savybės ir skirtumai yra baterijos, pagamintos naudojant šias technologijas.
Ką bendro turi „Li Ion“ ir „Li Pol“ akumuliatoriai
Abiejų tipų laikomi energijos šaltiniai turi šias identiškas savybes:
- identiška konstrukcija elektrodų, kurių anode yra anglies (dažniausiai grafito), o katode - kobalto, vanadžio ar mangano oksido;
- panaši cheminė reakcija, kurios metu ličio elementuose atsiranda elektromotorinė jėga, atsirandanti dėl elektrolito atskirtų elektrodų sąveikos su ličio druskomis;
- ta pati vardinė įtampa lygi 3,7 voltams;
- tas pats tinkamumo laikas 2-3 metai;
- konstrukcijos panašumas leidžia naudoti tuos pačius įkroviklius abiejų tipų akumuliatoriams;
- jie neturi atminties efekto, tačiau yra jautrūs stipriam išlydžiui ir yra pavojingi, kai yra perkrauti (daugiau nei 4,2 volto) ir gali kilti gaisras ar sprogimas;
- Abiejų tipų baterijas neleidžiama naudoti pažeidus ir stipriai išsikrovus (mažiau nei 2,7 volto).
Skirtumai tarp Li Ion ir Li Pol akumuliatorių
Li pol akumuliatoriai nuo ličio jonų skiriasi daugiausia fizine elektrolito būkle.
Pirmuoju atveju naudojamas kieto polimero elektrolitas arba plokštelės su gelio pavidalo elektrolito intarpais, o antruoju atveju elektrodai yra atskirti skysta veiklia medžiaga.
Naudojant visiškai sausą elektrolitą, sumažėja jo aktyvumas, todėl, norint pagerinti baterijų eksploatacines savybes, į jį pridedami gelio pusiau skysto elektrolito inkilai.
Polimerinio elektrolito sluoksnio naudojimas vietoj akyto separatoriaus, užpildyto elektrolitu, apsunkina procesą ir padidina jo sąnaudas, tačiau leidžia naudoti patogesnius ir saugesnius energijos šaltinius.
| Funkcija | Ličio jonai | Ličio polimeras |
|---|---|---|
| Energijos tankis | Aukštas | Žemas |
| Senėjimo poveikis | Laikui bėgant jis praranda pajėgumus | Taip pat prarandama, bet ne tokia intensyvi kaip ličio jonų |
| Sprogimo tikimybė | Įkraunamas gali sprogti | Sprogimo įrodymas |
| Kaina | Pigiai | Gerbiamieji |
| Įkrovimo laikas | Įkraukite ilgą laiką | Įkraunama žymiai greičiau |
| Svoris | Sunkiau | Lengviau |
Tuo pačiu metu sauso polimero naudojimas sumažina elektrolito aktyvumą ir suteikia priimtinus elektrinius parametrus tik esant aukštai temperatūrai.Šiuo atžvilgiu gaminant moderniausius ličio polimero šaltinius naudojama hibridinė technologija, kurioje į sausą polimero medžiagą pridedami gelio pavidalo elektrolitai. Tai padidina jo joninį laidumą išlaikant aukštą našumą.
Geriau nei ličio jonų akumuliatorius yra ličio polimeras
Ličio jonų maitinimo šaltiniai, palyginti su ličio polimeru, turi šiuos pranašumus:
- naudojant aktyvesnį skystą elektrolitą, galima gauti didesnį energijos tankį ir geresnes srovės perdavimo charakteristikas normalioje ir žemoje temperatūroje;
- tokių baterijų gamyba yra pigesnė nei ličio polimerų elementų;
- jie atlaiko didesnį iškrovimo darbo ciklų skaičių, turi ilgesnį tarnavimo laiką.
Tuo pačiu metu aktyvaus elektrolito skysčio naudojimas tokių akumuliatorių viduje sukelia daugybę trūkumų:
- būtina naudoti labiau hermetiškus ir patvarius korpusus, kad būtų išvengta elektrolito nutekėjimo;
- padidėja bendras baterijų svoris;
- sumažėja vartojimo universalumas;
- Li jonų akumuliatoriai yra sprogstamesni, labiau bijo perkrovimo, reikalauja naudoti specialius įmontuotus apsaugos įtaisus;
- jiems reikia ilgesnio įkrovimo, privalomai kontroliuojant maksimalią įtampą ir temperatūrą;
- jie turi mažiau tokio paties dydžio talpos;
- didelis skysto elektrolito aktyvumas lemia greitesnį ličio jonų akumuliatorių modelių, kurie per mėnesį praranda apie 0,1% visos talpos, senėjimą.
Geriau nei ličio polimero akumuliatorius yra ličio jonų
„Li po“ maitinimo šaltiniai turi šiuos privalumus:
- sauso ar pusiau sauso elektrolito naudojimas leidžia gaminti bet kokios formos ir dydžio kompaktiškas baterijas, taip pat jas padaryti lanksčias;
- jie turi mažesnį svorį ir dydį, palyginti su identiškomis ličio jonų baterijomis;
- didesnė (beveik du kartus) talpa su ta pačia bendra akumuliatoriaus talpa;
- geresnė sauga ir mažesnė perkrovimo rizika, nėra elektrolito nuotėkio pavojaus;
- mažiau laiko reikia įkrovimui;
- mažiau dėvėti.
Ličio polimero maitinimo šaltiniai taip pat turi trūkumų:
- sumažintas energijos tankis, todėl jie turi mažesnę leistiną iškrovos srovę ir mažesnę maksimalią galią;
- juos gaminti yra brangiau;
- jie atlaiko mažiau įkrovimo ir iškrovimo ciklų.
Kas geriau pasirinkti li joną arba li polimerą
Tarp abiejų tipų akumuliatorių nėra tiek daug skirtumų, dėl kurių vienareikšmiškai būtų galima pasirinkti vieną ar kitą akumuliatorių. Reikiamo tipo akumuliatorių pasirinkimas turi būti atliekamas atsižvelgiant į kiekvieną konkretų atvejį.
Jei jums reikia naudoti kompaktiškas ir nepretenzingas baterijas, geriau pasirinkti ličio-polimero versiją.
Jei reikia, norint užtikrinti ilgesnį tarnavimo laiką ir gauti galingesnę iškrovos srovę, geriau naudoti ličio jonų energijos šaltinį. Ši parinktis yra priimtinesnė, jei norite sutaupyti pinigų perkant akumuliatorių.
Abiejų tipų akumuliatoriai turi puikias elektrines charakteristikas, daug kartų geresnes nei druskos, šarminio ir metalo hidrido akumuliatoriai. Esant tinkamoms eksploatavimo sąlygoms, išvengiant stipraus iškrovimo ir perkrovimo, abiejų tipų akumuliatoriai gali tarnauti kelerius metus, išskirdami didelę srovę ir įtampą.
