Најбољи савремени галвански извори енергије мале величине су елементи који користе литијумска једињења као активну компоненту. Овај материјал има најмању масу од свих метала доступних за практичну употребу, тако да има највећи електрохемијски потенцијал. То вам омогућава да добијете највећу густину струје по јединици масе произведених батерија.
Садржај
Функције технологије
Батерије направљене коришћењем технологије која користи литијумске електроде и које овај метал уграђују у електролит имају одличне техничке параметре, висок капацитет, високу радну струју, издржљивост и компактност.
Једна од најчешћих врста таквих батерија су литијум-јонски (Ли Ион) и литијум-полимерни (Ли Полимер) производи. Имају много сличних дизајнерских карактеристика, али и неке разлике које утичу на њихове перформансе.
Размотримо детаљније које су карактеристике и разлике батерије произведене овим технологијама.
Шта имају заједничке Ли Ион и Ли Пол батерије
Обе врсте разматраних извора енергије имају следеће идентичне карактеристике:
- идентична конструкција електрода које садрже угљени материјал (обично графит) у аноди и кобалт, ванадијум или манган оксид у катоди;
- слична хемијска реакција, која резултира електромоторном силом у литијумским ћелијама, услед интеракције електрода раздвојених електролитом уз укључивање литијумских соли;
- исти називни напон једнак 3,7 волта;
- исти рок трајања од 2-3 године;
- сличност дизајна омогућава употребу истих пуњача за обе врсте батерија;
- немају ефекат памћења, али су осетљиви на снажно пражњење и опасни су када се напуни (више од 4,2 волта), у коме може доћи до пожара или експлозије;
- Обје врсте батерија се не смију користити у случају оштећења и након јаког пражњења (испод 2,7 волта).
Разлике између Ли Ион и Ли Пол батерија
Ли пол батерије се разликују од литијум-јонских углавном по физичком стању електролита.
У првом случају се користи чврсти полимерни електролит или плоче са инклузијама електролита сличног гелу, а у другом случају електроде су раздвојене течним активним материјама.
Употреба потпуно сувог електролита смањује његову активност, дакле, за побољшање радних карактеристика батерија, додају се инклузи гела полу течног електролита.
Употреба слоја полимерног електролита уместо порозног сепаратора напуњеног електролитом отежава поступак и повећава његове трошкове, али омогућава повољније и сигурније изворе напајања током рада.
| Феатуре | Литијум-јони | Литијум-полимер |
|---|---|---|
| Густина енергије | Високо | Ниска |
| Утицај старења | Временом губи капацитет | Такође губећи, али не толико интензивно као ли-ион |
| Шансе за експлозију | Може експлодирати када се поново напуни | Експлозијска заштита |
| Трошак | Јефтино | Драги моји |
| Време пуњења | Дуго се пуните | Пуни се знатно брже |
| Тежина | Теже | Лакше |
Истовремено, употреба сувог полимера смањује активност електролита и даје прихватљиве електричне параметре само на високим температурама.С тим у вези, у производњи најсавременијих литијум-полимерних извора користи се хибридна технологија у којој се сувом полимерном материјалу додају инклузије гела налик гелу. Ово повећава њену јонску проводљивост уз одржавање високих перформанси.
Што је литијум-јонска батерија боља од литијум-полимерне
Литијум-јонски извори напајања имају следеће предности у односу на литијум-полимер:
- употреба активнијег течног електролита омогућава добијање веће густине енергије и побољшане карактеристике преноса струје при нормалним и ниским температурама;
- производња таквих батерија је јефтинија од литијумских полимерних ћелија;
- они издржавају већи број радних циклуса пуњења, имају продужени радни век.
Истовремено, употреба активне течности електролита у случају таквих батерија узрокује низ недостатака:
- потребно је користити више заптивених и издржљивих кућишта да се спречи истјецање електролита;
- повећава се укупна тежина батерија;
- универзалност употребе опада;
- Ли ионске батерије су експлозивније, више се плаше прекомерног пуњења, захтевају употребу посебних уграђених заштитних уређаја;
- потребно им је дуже пуњење уз обавезну контролу максималног напона и температуре;
- имају мањи капацитет исте величине;
- висока активност течног електролита узрокује брже старење модела литијум-јонских батерија, који месечно губе око 0,1% укупног капацитета.
Од литијум-полимерне батерије је боља од литијум-јонске
Ли по напајање има следеће предности:
- употреба сувог или полу-сувог електролита омогућава производњу компактних батерија било ког облика и величине, као и њихову флексибилност;
- имају мању тежину и димензије у поређењу са литијум-јонским батеријама идентичним перформансама;
- већи (скоро двоструко) капацитет са истим укупним капацитетом батерије;
- боља сигурност и мањи ризик од прекомерног пуњења, без ризика од цурења електролита;
- мање времена потребно за пуњење;
- мање трошење.
Литијум-полимерни извори напајања такође имају недостатке:
- смањена густина енергије, тако да имају мању дозвољену струју пражњења и мању максималну снагу;
- оне су скупље за производњу;
- они подносе мање циклусе пражњења и пуњења.
Шта је боље одабрати ли ион или ли полимер
Не постоји толико велика разлика између обе врсте батерија, што би донело недвосмислен избор у корист једне или друге батерије. Избор потребне врсте батерија мора се извршити овисно о сваком конкретном случају.
Ако требате да користите компактне и непретенциозне батерије, боље је да се одлучите за литијум-полимерну верзију.
Ако је потребно, да би се осигурао дужи век и добио снажнија струја пражњења, боље је користити литијум-јонски извор напајања. Ова опција је прихватљивија и ако желите уштедети новац на куповини батерије.
Обе врсте батерија имају одличне електричне карактеристике, много пута боље од соли, алкалних и метал-хидридних батерија. Под правим радним условима, избегавајући снажно пражњење и прекомерно пуњење, обе врсте батерија могу да трају и по неколико година, што изазива велику струју и напон.
