Baterie litowo-jonowe lub litowo-polimerowe

Najlepsze nowoczesne małe galwaniczne źródła zasilania to pierwiastki, które wykorzystują związki litu jako składnik aktywny. Materiał ten ma najmniejszą masę spośród wszystkich metali dostępnych do praktycznego zastosowania, więc ma największy potencjał elektrochemiczny. Pozwala to uzyskać najwyższą gęstość prądu na jednostkę masy produkowanych akumulatorów.

Funkcje technologiczne

Baterie wykonane w technologii wykorzystującej elektrody litowe i zawierające ten metal w elektrolicie mają doskonałe parametry techniczne, wysoką pojemność, wysoki prąd pracy, trwałość i zwartość.

Jednym z najczęstszych rodzajów takich akumulatorów są produkty litowo-jonowe (Li Ion) i litowo-polimerowe (Li Polymer). Mają wiele podobnych cech konstrukcyjnych, ale także pewne różnice, które wpływają na ich wydajność.

Zastanówmy się bardziej szczegółowo, jakie funkcje i różnice stanowią akumulatory wykonane przy użyciu tych technologii.

Co mają wspólnego baterie Li Ion i Li Pol

Oba typy rozważanych źródeł zasilania mają następujące identyczne cechy:

• identyczna konstrukcja elektrod zawierających materiał węglowy (zwykle grafit) w anodzie i tlenek kobaltu, wanadu lub manganu w katodzie;
• podobna reakcja chemiczna, w wyniku której w ogniwach litowych występuje siła elektromotoryczna, spowodowana oddziaływaniem elektrod oddzielonych elektrolitem z włączeniem soli litu;
• to samo napięcie znamionowe równe 3,7 wolta;
• ten sam okres trwałości 2-3 lata;
• podobieństwo konstrukcji pozwala na stosowanie tych samych ładowarek dla obu rodzajów akumulatorów;
• nie mają efektu pamięci, ale są wrażliwe na silne rozładowanie i są niebezpieczne w przypadku przeładowania (powyżej 4,2 wolta), w którym może wystąpić pożar lub wybuch;
• Oba typy akumulatorów nie mogą być używane w obecności uszkodzenia i po silnym rozładowaniu (poniżej 2,7 wolta).

Różnice między akumulatorami Li Ion i Li Pol

Baterie litowo-jonowe różnią się od litowo-jonowych głównie stanem fizycznym elektrolitu.

W pierwszym przypadku stosuje się stały elektrolit polimerowy lub płytki z wtrąceniami elektrolitu podobnego do żelu, aw drugim przypadku elektrody są oddzielone ciekłą substancją czynną.

Zastosowanie całkowicie suchego elektrolitu zmniejsza jego aktywność, dlatego w celu poprawy właściwości operacyjnych akumulatorów dodaje się do niego wtrącenia żelowego półpłynnego elektrolitu.

Zastosowanie polimerowej warstwy elektrolitu zamiast porowatego separatora wypełnionego elektrolitem komplikuje proces i zwiększa jego koszt, ale pozwala na wygodniejsze i bezpieczniejsze źródła energii podczas pracy.

Jednocześnie zastosowanie suchego polimeru zmniejsza aktywność elektrolitu i zapewnia dopuszczalne parametry elektryczne tylko w wysokich temperaturach.W związku z tym przy produkcji najnowocześniejszych źródeł litowo-polimerowych stosuje się technologię hybrydową, w której do suchego materiału polimerowego dodaje się wtrącenia elektrolitów żelopodobnych. Zwiększa to przewodność jonową przy zachowaniu wysokiej wydajności.

Niż bateria litowo-jonowa jest lepsza niż litowo-polimerowa

Zasilacze litowo-jonowe mają następujące zalety w stosunku do litowo-polimerowych:

• zastosowanie bardziej aktywnego ciekłego elektrolitu pozwala uzyskać wyższą gęstość energii i lepszą charakterystykę przenoszenia prądu w normalnej i niskiej temperaturze;
• produkcja takich baterii jest tańsza niż ogniwa litowo-polimerowe;
• wytrzymują większą liczbę cykli ładowania i rozładowania, mają dłuższą żywotność.

Jednocześnie zastosowanie aktywnego elektrolitu w obudowie takich akumulatorów powoduje szereg wad:

• konieczne jest stosowanie bardziej szczelnych i trwałych obudów, aby zapobiec wyciekom elektrolitu;
• całkowita masa akumulatorów wzrasta;
• spada uniwersalność użytkowania;
• Akumulatory litowo-jonowe są bardziej wybuchowe, bardziej boją się przeładowania, wymagają użycia specjalnych wbudowanych urządzeń zabezpieczających;
• potrzebują dłuższego ładowania z obowiązkową kontrolą maksymalnego napięcia i temperatury;
• mają mniejszą pojemność o tym samym rozmiarze;
• wysoka aktywność ciekłego elektrolitu powoduje szybsze starzenie się modeli akumulatorów litowo-jonowych, które tracą około 0,1% całkowitej pojemności miesięcznie.

Niż litowo-polimerowa bateria jest lepsza niż litowo-jonowa

Zasilacze Li Po mają następujące zalety:

• zastosowanie suchego lub półsuchego elektrolitu pozwala na wytwarzanie baterii kompaktowych o dowolnym kształcie i rozmiarze, a także czyni je elastycznymi;
• mają mniejszą wagę i rozmiar w porównaniu z akumulatorami litowo-jonowymi o identycznej wydajności;
• wyższa (prawie dwukrotnie) pojemność przy tej samej łącznej pojemności baterii;
• większe bezpieczeństwo i mniejsze ryzyko przeładowania, brak ryzyka wycieku elektrolitu;
• mniej czasu potrzebnego na ładowanie;
• mniejsze zużycie.

Zasilacze litowo-polimerowe mają również wady:

• zmniejszona gęstość energii, dzięki czemu mają mniejszy dopuszczalny prąd rozładowania i mniejszą podaną maksymalną moc;
• są droższe w produkcji;
• wytrzymują mniej cykli ładowania i rozładowania.

Co lepiej wybrać Li Li lub Li Li

Nie ma tak dużej różnicy między obydwoma rodzajami akumulatorów, co stanowiłoby jednoznaczny wybór na korzyść jednego lub drugiego akumulatora. Wyboru wymaganego rodzaju baterii należy dokonać w zależności od konkretnego przypadku.

Jeśli potrzebujesz użyć kompaktowych i bezpretensjonalnych baterii, lepiej wybrać wersję litowo-polimerową.

Jeśli to konieczne, aby zapewnić dłuższą żywotność i uzyskać silniejszy prąd rozładowania, lepiej jest użyć źródła zasilania litowo-jonowego. Ta opcja jest bardziej akceptowalna i jeśli chcesz zaoszczędzić pieniądze na zakupie baterii.

Oba typy akumulatorów mają doskonałe właściwości elektryczne, wielokrotnie lepsze niż baterie solne, alkaliczne i wodorkowe. W odpowiednich warunkach pracy, unikając silnego rozładowania i przeładowania, oba typy akumulatorów mogą trwać kilka lat, wydzielając wysoki prąd i napięcie.