As melhores fontes de energia galvânica de pequeno porte modernas são elementos que usam compostos de lítio como componente ativo. Este material possui a menor massa de todos os metais disponíveis para uso prático, portanto, possui o maior potencial eletroquímico. Isso permite obter a maior densidade de corrente por unidade de peso das baterias fabricadas.
Conteúdo
Recursos de tecnologia
As baterias fabricadas com tecnologia utilizando eletrodos de lítio e incorporando esse metal no eletrólito possuem excelentes parâmetros técnicos, alta capacidade, alta corrente de operação, durabilidade e compacidade.
Um dos tipos mais comuns dessas baterias são os produtos de íons de lítio (Li Ion) e polímero de lítio (Li Polymer). Eles têm muitos recursos de design semelhantes, mas também algumas diferenças que afetam seu desempenho.
Vamos considerar com mais detalhes quais recursos e diferenças são as baterias fabricadas usando essas tecnologias.
O que as baterias Li Ion e Li Pol têm em comum
Ambos os tipos de fontes de energia consideradas têm os seguintes recursos idênticos:
- construção idêntica de eletrodos contendo material de carbono (geralmente grafite) no ânodo e cobalto, vanádio ou óxido de manganês no cátodo;
- reação química semelhante, como resultado da força eletromotriz nas células de lítio, devido à interação de eletrodos separados por um eletrólito com a inclusão de sais de lítio;
- a mesma tensão nominal igual a 3,7 volts;
- o mesmo prazo de validade de 2 a 3 anos;
- a semelhança do design permite o uso dos mesmos carregadores para ambos os tipos de baterias;
- eles não têm um efeito de memória, mas são sensíveis a uma descarga forte e são perigosos quando sobrecarregados (mais de 4,2 volts), nos quais um incêndio ou explosão pode ocorrer;
- Ambos os tipos de baterias não podem ser utilizados na presença de danos e após uma forte descarga (abaixo de 2,7 volts).
Diferenças entre as baterias Li Ion e Li Pol
As baterias Li pol diferem do íon lítio, principalmente no estado físico do eletrólito.
No primeiro caso, é usado um eletrólito polimérico sólido, ou placas com inclusões de um eletrólito semelhante a gel e, no segundo caso, os eletrodos são separados por uma substância ativa líquida.
O uso de um eletrólito completamente seco reduz sua atividade, portanto, para melhorar as características operacionais das baterias, são incluídas inclusões de eletrólito semi-líquido em gel.
O uso de uma camada de eletrólito de polímero em vez de um separador poroso preenchido com eletrólito complica o processo e aumenta seu custo, mas permite fontes de energia mais convenientes e seguras durante a operação.
| Recurso | Iões de lítio | Polímero de lítio |
|---|---|---|
| Densidade de energia | Alta | Baixo |
| Efeito do envelhecimento | Com o tempo, perde capacidade | Perdendo também, mas não tão intenso quanto o íon de lítio |
| Chances de uma explosão | Pode explodir quando recarregado | À prova de explosão |
| Custo | Barato | Queridos |
| Tempo de carregamento | Cobrar por um longo tempo | Cobra significativamente mais rápido |
| Peso | Mais difícil | Mais fácil |
Ao mesmo tempo, o uso de polímero seco reduz a atividade do eletrólito e fornece parâmetros elétricos aceitáveis apenas em altas temperaturas.A este respeito, na produção das fontes mais modernas de polímero de lítio, é utilizada a tecnologia híbrida, na qual as inclusões de um eletrólito semelhante a gel são adicionadas ao material de polímero seco. Isso aumenta sua condutividade iônica, mantendo alto desempenho.
Do que a bateria de iões de lítio é melhor que o polímero de lítio
As fontes de alimentação de íons de lítio têm as seguintes vantagens sobre o polímero de lítio:
- o uso de um eletrólito líquido mais ativo permite obter maior densidade de energia e melhores características de transferência de corrente em temperaturas normais e baixas;
- a produção dessas baterias é mais barata que as células de polímero de lítio;
- eles suportam um número maior de ciclos de carga e descarga, têm uma vida útil prolongada.
Ao mesmo tempo, o uso de líquido eletrolítico ativo no interior de tais baterias causa várias desvantagens:
- é necessário usar caixas mais vedadas e duráveis para evitar vazamentos de eletrólitos;
- o peso total das baterias aumenta;
- a universalidade do uso diminui;
- As baterias de íon de lítio são mais explosivas, mais receosas de sobrecarregar, exigem o uso de dispositivos de proteção embutidos especiais;
- eles precisam de uma carga mais longa com um controle obrigatório da tensão e temperatura máximas;
- eles têm menos capacidade com o mesmo tamanho;
- a alta atividade do eletrólito líquido causa um envelhecimento mais rápido dos modelos de baterias de íons de lítio, que perdem cerca de 0,1% da capacidade total por mês.
Do que a bateria de polímero de lítio é melhor do que o íon de lítio
As fontes de alimentação Li po têm as seguintes vantagens:
- o uso de eletrólito seco ou semi-seco permite a fabricação de baterias compactas de qualquer formato e tamanho, além de torná-las flexíveis;
- eles têm menos peso e tamanho em comparação com baterias de íon-lítio idênticas em desempenho;
- capacidade mais alta (quase duas vezes) com a mesma capacidade total da bateria;
- melhor segurança e menor risco de sobrecarga, sem risco de vazamento de eletrólitos;
- menos tempo necessário para carregar;
- menos desgaste.
As fontes de alimentação de polímero de lítio também apresentam desvantagens:
- densidade de energia reduzida, para que tenham menos corrente de descarga admissível e menos potência máxima fornecida;
- eles são mais caros de fabricar;
- eles suportam menos ciclos de carga-descarga.
O que é melhor escolher li ion ou li polymer
Não há muita diferença entre os dois tipos de bateria, o que faria uma escolha inequívoca em favor de uma ou outra bateria. A escolha do tipo de bateria necessário deve ser realizada dependendo de cada caso específico.
Se você precisar usar baterias compactas e despretensiosas, é melhor optar pela versão polímero de lítio.
Se necessário, para garantir uma vida útil mais longa e obter uma corrente de descarga mais potente, é melhor usar uma fonte de energia de íons de lítio. Esta opção é mais aceitável e se você deseja economizar na compra da bateria.
Ambos os tipos de baterias têm excelentes características elétricas, muitas vezes melhores que as baterias de sal, alcalina e hidreto de metal. Sob as condições corretas de operação, evitando fortes descargas e sobrecargas, os dois tipos de baterias podem durar vários anos, emitindo alta corrente e tensão.
