Labākie mūsdienu mazā izmēra galvaniskie enerģijas avoti ir elementi, kuru aktīvā sastāvdaļa ir litija savienojumi. Šim materiālam ir vismazākā no visiem praktiski izmantojamiem metāliem, tāpēc tam ir vislielākais elektroķīmiskais potenciāls. Tas ļauj iegūt augstāko pašreizējo blīvumu uz izgatavoto bateriju svara vienību.
Saturs
Tehnoloģiju īpašības
Baterijām, kas izgatavotas, izmantojot tehnoloģiju, izmantojot litija elektrodus un iekļaujot šo metālu elektrolītā, ir lieliski tehniskie parametri, liela ietilpība, augsta darba strāva, izturība un kompakcija.
Viens no visizplatītākajiem šādu bateriju veidiem ir litija jonu (Li Ion) un litija polimēru (Li Polymer) izstrādājumi. Viņiem ir daudz līdzīgu dizaina iezīmju, bet arī dažas atšķirības, kas ietekmē viņu veiktspēju.
Ļaujiet mums sīkāk apsvērt, kādas funkcijas un atšķirības ir akumulatoriem, kas izgatavoti, izmantojot šīs tehnoloģijas.
Kas kopīgs Li Ion un Li Pol akumulatoriem?
Abiem aplūkotajiem enerģijas avotiem ir šādas identiskas īpašības:
- identiska elektrodu konstrukcija, kas satur oglekļa materiālu (parasti grafītu) anodā, un kobalta, vanādija vai mangāna oksīdu katodā;
- līdzīga ķīmiska reakcija, kuras rezultātā litija šūnās rodas elektromotora spēks, pateicoties mijiedarbībai ar elektrolītu atdalītiem elektrodiem un litija sāļiem;
- tāds pats nominālais spriegums, kas vienāds ar 3,7 voltiem;
- tāds pats glabāšanas laiks ir 2-3 gadi;
- dizaina līdzība ļauj abiem akumulatoru veidiem izmantot tos pašus lādētājus;
- tiem nav atmiņas efekta, taču tie ir jutīgi pret spēcīgu izlādi un ir bīstami, ja tie ir pārmērīgi uzlādēti (vairāk nekā 4,2 volti), kur var rasties ugunsgrēks vai eksplozija;
- Abu veidu baterijas nav atļauts lietot bojājumu gadījumā un pēc spēcīgas izlādes (zem 2,7 voltiem).
Atšķirības starp Li Ion un Li Pol akumulatoriem
Li pol akumulatori no litija joniem atšķiras galvenokārt ar elektrolīta fizisko stāvokli.
Pirmajā gadījumā tiek izmantots cieta polimēra elektrolīts vai plāksnes ar želejveida elektrolīta ieslēgumiem, bet otrajā gadījumā elektrodus atdala ar šķidru aktīvo vielu.
Pilnīgi sausa elektrolīta lietošana samazina tā aktivitāti, tāpēc, lai uzlabotu bateriju darbības parametrus, tam pievieno gēla pusšķidrā elektrolīta ieslēgumus.
Polimēra elektrolīta slāņa izmantošana poraina atdalītāja vietā, kas piepildīts ar elektrolītu, sarežģī procesu un palielina tā izmaksas, bet darbības laikā ļauj ērtākus un drošākus enerģijas avotus.
| Iezīme | Litija jons | Litija polimērs |
|---|---|---|
| Enerģijas blīvums | Augsts | Zems |
| Novecošanās ietekme | Laika gaitā tas zaudē kapacitāti | Arī zaudēt, bet ne tik intensīvi kā li-jons |
| Sprādziena iespējas | Atkārtoti uzlādējoties, tas var eksplodēt | Sprādziendrošs |
| Izmaksas | Lēti | Mīļie |
| Uzlādes laiks | Uzlādējiet ilgu laiku | Uzlādējas ievērojami ātrāk |
| Svars | Grūtāk | Vienkāršāk |
Tajā pašā laikā sausa polimēra izmantošana samazina elektrolīta aktivitāti un nodrošina pieņemamus elektriskos parametrus tikai augstā temperatūrā.Šajā sakarā vismodernāko litija polimēru avotu ražošanā tiek izmantota hibrīda tehnoloģija, kurā sausajam polimēra materiālam pievieno želejveida elektrolīta ieslēgumus. Tas palielina tā jonu vadītspēju, saglabājot augstu veiktspēju.
Nekā litija jonu akumulators ir labāks par litija polimēru
Litija jonu barošanas avotiem salīdzinājumā ar litija polimēriem ir šādas priekšrocības:
- aktīvāka šķidrā elektrolīta izmantošana ļauj iegūt lielāku enerģijas blīvumu un labākus strāvas pārneses parametrus normālā un zemā temperatūrā;
- šādu bateriju ražošana ir lētāka nekā litija polimēru elementi;
- tie iztur lielāku skaitu izlādēšanas darba ciklu, ir pagarināts kalpošanas laiks.
Tajā pašā laikā aktīva elektrolīta šķidruma izmantošana šādu bateriju iekšpusē rada vairākus trūkumus:
- ir nepieciešams izmantot vairāk noslēgtus un izturīgus apvalkus, lai novērstu elektrolītu noplūdi;
- akumulatoru kopējais svars palielinās;
- lietošanas universālums samazinās;
- Li jonu akumulatori ir eksplozīvāki, baidās no pārmērīgas uzlādes, tiem ir jāizmanto īpašas iebūvētās aizsardzības ierīces;
- viņiem nepieciešama ilgāka uzlāde ar obligātu maksimālā sprieguma un temperatūras kontroli;
- viņiem ir mazāka ietilpība ar tādu pašu izmēru;
- šķidrā elektrolīta lielā aktivitāte izraisa ātrāku litija jonu akumulatoru modeļu novecošanos, kas mēnesī zaudē apmēram 0,1% no kopējās ietilpības.
Nekā litija polimēru akumulators ir labāks par litija jonu
Li po barošanas avotiem ir šādas priekšrocības:
- sausa vai daļēji sausa elektrolīta izmantošana ļauj ražot kompaktas, jebkuras formas un izmēra baterijas, kā arī padarot tās elastīgas;
- tiem ir mazāks svars un izmērs, salīdzinot ar litija jonu akumulatoriem, kas ir identiski pēc veiktspējas;
- lielāka (gandrīz divas reizes) ietilpība ar tādu pašu kopējo akumulatora ietilpību;
- labāka drošība un mazāks pārmērīgas uzlādes risks, nav elektrolītu noplūdes riska;
- mazāk laika, kas nepieciešams uzlādei;
- mazāk nodiluma.
Litija polimēru barošanas avotiem ir arī trūkumi:
- samazināts enerģijas blīvums, tāpēc tiem ir mazāka pieļaujamā izlādes strāva un mazāka maksimālā jauda;
- to izgatavošana ir dārgāka;
- tie iztur mazāk lādēšanas un izlādes ciklu.
Kas ir labāk izvēlēties lijonu vai li polimēru
Starp abiem bateriju veidiem nav tik daudz atšķirību, kas viennozīmīgi izdarītu izvēli par labu vienai vai otrai baterijai. Nepieciešamā tipa akumulators jāizvēlas atkarībā no katra konkrētā gadījuma.
Ja jums ir jāizmanto kompaktas un nepretenciozas baterijas, labāk izvēlēties litija-polimēra versiju.
Ja nepieciešams, lai nodrošinātu ilgāku kalpošanas laiku un iegūtu jaudīgāku izlādes strāvu, labāk ir izmantot litija jonu enerģijas avotu. Šī opcija ir pieņemamāka, ja vēlaties ietaupīt naudu, iegādājoties akumulatoru.
Abu veidu akumulatoriem ir izcilas elektriskās īpašības, daudzkārt labākas nekā sāls, sārma un metāla hidrīda akumulatoriem. Pareizajos ekspluatācijas apstākļos, izvairoties no spēcīgas izlādes un pārmērīgas uzlādes, abu veidu akumulatori var kalpot vairākus gadus, izdalot lielu strāvu un spriegumu.
