Najlepšie moderné malé galvanické zdroje energie sú prvky, ktoré ako aktívnu zložku používajú zlúčeniny lítia. Tento materiál má najmenšiu hmotnosť zo všetkých kovov dostupných na praktické použitie, vďaka čomu má najväčší elektrochemický potenciál. To vám umožní získať najvyššiu hustotu prúdu na jednotku hmotnosti vyrobených batérií.
Sodrezhanie
Technologické vlastnosti
Batérie vyrobené pomocou technológie pomocou lítiových elektród a začlenením tohto kovu do elektrolytu majú vynikajúce technické parametre, vysokú kapacitu, vysoký prevádzkový prúd, trvanlivosť a kompaktnosť.
Jedným z najbežnejších typov takýchto batérií sú výrobky lítium-iónové (Li Ion) a lítium-polymérové (Li Polymer). Majú veľa podobných konštrukčných prvkov, ale tiež niektoré rozdiely, ktoré ovplyvňujú ich výkon.
Pozrime sa podrobnejšie, aké vlastnosti a rozdiely sú batérie vyrobené pomocou týchto technológií.
Čo majú spoločné batérie Li Ion a Li Pol
Oba typy uvažovaných zdrojov energie majú nasledujúce rovnaké vlastnosti:
- identická konštrukcia elektród obsahujúcich uhlíkový materiál (obvykle grafit) v anóde a kobalt, vanád alebo oxid mangánu v katóde;
- podobná chemická reakcia, ktorá vedie k elektromotorickej sile v lítiových článkoch, v dôsledku interakcie elektród oddelených elektrolytom so zahrnutím solí lítia;
- rovnaké menovité napätie rovné 3,7 V;
- rovnaká skladovateľnosť 2 - 3 roky;
- podobnosť konštrukcie umožňuje použitie rovnakých nabíjačiek pre oba typy batérií;
- nemajú pamäťový efekt, ale sú citlivé na silné vybitie a sú nebezpečné pri nadmernom nabití (viac ako 4,2 V), pri ktorých môže dôjsť k požiaru alebo výbuchu;
- Obidva typy batérií sa nesmú používať v prípade poškodenia a po silnom vybití (do 2,7 V).
Rozdiely medzi Li Ion a Li Pol batériami
Batérie Li pol sa líšia od lítium-iónových hlavne vo fyzickom stave elektrolytu.
V prvom prípade sa používa pevný polymérny elektrolyt alebo doštičky s inklúziami gélového elektrolytu a v druhom prípade sa elektródy oddeľujú kvapalnou účinnou látkou.
Použitie úplne suchého elektrolytu znižuje jeho aktivitu, a preto sa na zlepšenie prevádzkových charakteristík batérií pridávajú inklúzie gélového polotekutého elektrolytu.
Použitie vrstvy polymérneho elektrolytu namiesto porézneho separátora naplneného elektrolytom komplikuje proces a zvyšuje jeho náklady, ale umožňuje pohodlnejšie a bezpečnejšie zdroje energie počas prevádzky.
| vlastnosť | Lithium-Ion | Lithium-Polymer |
|---|---|---|
| Hustota energie | vysoký | nízky |
| Účinok starnutia | Časom stráca kapacitu | Tiež stráca, ale nie tak intenzívne ako Li-ion |
| Šanca na výbuch | Pri nabíjaní môže vybuchnúť | Odolné proti výbuchu |
| náklady | lacný | Drahí |
| Čas nabíjania | Nabíjajte po dlhú dobu | Nabíjanie výrazne rýchlejšie |
| závažia | ťažšie | ľahšie |
Súčasne použitie suchého polyméru znižuje aktivitu elektrolytu a poskytuje prijateľné elektrické parametre iba pri vysokých teplotách.Z tohto hľadiska sa pri výrobe najmodernejších lítium-polymérnych zdrojov používa hybridná technológia, pri ktorej sa do suchého polymérneho materiálu pridávajú inklúzie gélového elektrolytu. To zvyšuje jeho iónovú vodivosť pri zachovaní vysokého výkonu.
Ako lítium-iónová batéria je lepšia ako lítiový polymér
Lítium-iónové napájacie zdroje majú oproti lítium-polyméru nasledujúce výhody:
- použitie aktívnejšieho tekutého elektrolytu umožňuje získať vyššiu hustotu energie a zlepšené charakteristiky prenosu prúdu pri normálnych a nízkych teplotách;
- výroba takýchto batérií je lacnejšia ako lítiové polymérové články;
- vydržia väčší počet pracovných cyklov s vybíjaním, majú predĺženú životnosť.
Zároveň použitie aktívnej elektrolytovej kvapaliny vo vnútri takýchto batérií spôsobuje niekoľko nevýhod:
- Aby sa zabránilo úniku elektrolytu, je potrebné používať pevnejšie a odolnejšie kryty
- celková hmotnosť batérií sa zvyšuje;
- univerzálnosť použitia sa znižuje;
- Lítium-iónové batérie sú výbušnejšie, bojí sa prebíjania a vyžadujú použitie špeciálnych zabudovaných ochranných zariadení;
- potrebujú dlhšie nabitie s povinnou reguláciou maximálneho napätia a teploty;
- majú menšiu kapacitu s rovnakou veľkosťou;
- vysoká aktivita tekutého elektrolytu spôsobuje rýchlejšie starnutie modelov lítium-iónových batérií, ktoré strácajú asi 0,1% z celkovej kapacity za mesiac.
Ako lítiová polymérová batéria je lepšia ako lítium-iónová
Napájacie zdroje Li po majú nasledujúce výhody:
- použitie suchého alebo polosuchého elektrolytu umožňuje výrobu kompaktných batérií akéhokoľvek tvaru a veľkosti, ako aj ich flexibilitu;
- majú nižšiu hmotnosť a veľkosť v porovnaní s lítium-iónovými batériami, ktoré majú rovnakú výkonnosť;
- vyššia (takmer dvojnásobná) kapacita pri rovnakej celkovej kapacite batérie;
- lepšia bezpečnosť a menšie riziko prebíjania, žiadne riziko úniku elektrolytu;
- menej času potrebného na nabíjanie;
- menej opotrebenia.
Nevýhody majú lítium-polymérové napájacie zdroje:
- znížená hustota energie, takže majú menší povolený výbojový prúd a menší maximálny výkon;
- výroba je drahšia;
- vydržia menej cyklov vybíjania a vybíjania.
Čo je lepšie zvoliť Li ión alebo li polymér
Medzi obidvomi typmi batérií nie je taký rozdiel, čo by urobilo jednoznačnú voľbu v prospech jednej alebo druhej batérie. Výber požadovaného typu batérie sa musí vykonať v závislosti od každého konkrétneho prípadu.
Ak potrebujete používať kompaktné a nenáročné batérie, je lepšie zvoliť verziu lítium-polymér.
Ak je to potrebné, na zabezpečenie dlhšej životnosti a získanie silnejšieho vybíjacieho prúdu je lepšie použiť lítium-iónový zdroj energie. Táto možnosť je prijateľnejšia a ak chcete pri kúpe batérie ušetriť peniaze.
Oba typy batérií majú vynikajúce elektrické vlastnosti, mnohokrát lepšie ako solné, alkalické a kovové hydridové batérie. Za správnych prevádzkových podmienok, aby sa zabránilo silnému vybíjaniu a prebíjaniu, môžu obidva typy batérií vydržať niekoľko rokov, čo vedie k vysokému prúdu a napätiu.
