De bästa moderna galvaniska kraftkällorna i små storlekar är element som använder litiumföreningar som den aktiva komponenten. Detta material har den minsta massan av alla tillgängliga metaller för praktisk användning, så det har den största elektrokemiska potentialen. Detta gör att du får den högsta strömtätheten per enhetsvikt av tillverkade batterier.
Sodrezhanie
Tekniska funktioner
Batterier tillverkade med teknik med litiumelektroder och införlivande av denna metall i elektrolyten har utmärkta tekniska parametrar, hög kapacitet, hög driftsström, hållbarhet och kompakthet.
En av de vanligaste typerna av sådana batterier är litiumjon (Li Ion) och litiumpolymer (Li Polymer) produkter. De har många liknande designfunktioner, men också vissa skillnader som påverkar deras prestanda.
Låt oss överväga mer detaljerade vilka funktioner och skillnader som batterier görs med hjälp av denna teknik.
Vad har Li Ion och Li Pol gemensamt
Båda typerna av betraktade kraftkällor har följande identiska funktioner:
- identisk konstruktion av elektroder som innehåller kolmaterial (vanligtvis grafit) i anoden och kobolt, vanadin eller manganoxid i katoden;
- en liknande kemisk reaktion, vilket resulterar i en elektromotorisk kraft i litiumceller på grund av interaktionen mellan elektroder separerade av en elektrolyt med införandet av litiumsalter;
- samma märkspänning lika med 3,7 volt;
- samma hållbarhetstid på 2-3 år;
- likheten i designen tillåter användning av samma laddare för båda typer av batterier;
- de har inte en minneseffekt, men är känsliga för en stark urladdning och är farliga vid överladdning (mer än 4,2 volt), där en brand eller explosion kan uppstå;
- Båda batterityperna får inte användas i närvaro av skador och efter en stark urladdning (under 2,7 volt).
Skillnader mellan Li Ion- och Li Pol-batterier
Li pol-batterier skiljer sig från litiumjon främst i elektrolytens fysiska tillstånd.
I det första fallet används en fast polymerelektrolyt, eller plattor med inneslutningar av en gelliknande elektrolyt, och i det andra fallet separeras elektroderna av en flytande aktiv substans.
Användningen av en helt torr elektrolyt minskar dess aktivitet, därför, för att förbättra batteriets driftsegenskaper, tillsättes inneslutningar av gel-semi-flytande elektrolyt till den.
Användningen av ett polymerelektrolytlager istället för en porös separator fylld med elektrolyt komplicerar processen och ökar dess kostnad, men möjliggör mer praktiska och säkra kraftkällor under drift.
| funktionen | Litium-Ion | Litium-Polymer |
|---|---|---|
| Energitäthet | hög | låg |
| Effekten av åldrande | Med tiden förlorar den kapacitet | Förlorar också, men inte så intensivt som li-ion |
| Chansen för en explosion | Kan explodera när den laddas upp | Explosionssäker |
| kostnaden för | billiga | Kära |
| Laddningstid | Ladda länge | Laddar betydligt snabbare |
| vikt | tyngre | lättare |
Samtidigt minskar användningen av torr polymer aktiviteten hos elektrolyten och tillhandahåller acceptabla elektriska parametrar endast vid höga temperaturer.I detta avseende används vid produktion av de flesta moderna litiumpolymerkällor hybridteknologi, i vilken inneslutningar av en gelliknande elektrolyt tillsätts till det torra polymermaterialet. Detta ökar dess joniska ledningsförmåga och bibehåller hög prestanda.
Än litiumjonbatteri är bättre än litiumpolymer
Litiumjonströmförsörjning har följande fördelar jämfört med litiumpolymer:
- användningen av en mer aktiv flytande elektrolyt gör det möjligt att uppnå en högre energitäthet och förbättrade strömöverföringsegenskaper vid normala och låga temperaturer;
- produktion av sådana batterier är billigare än litiumpolymerceller;
- de tål ett större antal tullcykler för urladdningsladdningar och har en längre livslängd.
Samtidigt orsakar användningen av aktiv elektrolytvätska i fallet med sådana batterier ett antal nackdelar:
- det är nödvändigt att använda mer tätade och hållbara höljen för att förhindra elektrolytläckage;
- batteriets totala vikt ökar;
- användbarhet minskar;
- Li-ion-batterier är mer explosiva, mer rädda för överladdning, kräver användning av speciella inbyggda skyddsanordningar;
- de behöver en längre laddning med en obligatorisk kontroll av maximal spänning och temperatur;
- de har mindre kapacitet med samma storlek;
- den höga aktiviteten av flytande elektrolyt orsakar snabbare åldrande av litiumjonbatterimodeller, som förlorar cirka 0,1% av den totala kapaciteten per månad.
Än litiumpolymerbatteri är bättre än litiumjon
Li po-nätaggregat har följande fördelar:
- användningen av torr eller halvtorr elektrolyt möjliggör tillverkning av kompakta batterier i alla former och storlekar samt gör dem flexibla;
- de har mindre vikt och storlek jämfört med litiumjonbatterier som är identiska i prestanda;
- högre (nästan två gånger) kapacitet med samma totala batterikapacitet;
- bättre säkerhet och mindre risk för överladdning, ingen risk för elektrolytläckage;
- mindre tid krävs för laddning;
- mindre slitage.
Litiumpolymerkrafttillförsel har också nackdelar:
- reducerad energitäthet, så att de har mindre tillåtet urladdningsström och mindre maximal effekt.
- de är dyrare att tillverka;
- de tål färre laddningsladdningscykler.
Vad är bättre att välja li ion eller li polymer
Det finns inte så stor skillnad mellan båda batterityperna, vilket skulle göra ett entydigt val till förmån för ett eller annat batteri. Valet av önskad batterityp måste göras beroende på varje specifikt fall.
Om du behöver använda kompakta och opretentiösa batterier är det bättre att välja litium-polymerversion.
Om det är nödvändigt är det bättre att använda en litiumjonströmkälla för att säkerställa en längre livslängd och få en kraftigare urladdningsström. Det här alternativet är mer acceptabelt och om du vill spara pengar på köpet av batteriet.
Båda batterityperna har utmärkta elektriska egenskaper, många gånger bättre än salt, alkaliska och metallhydridbatterier. Under rätt driftsförhållanden och undviker kraftig urladdning och överladdning kan båda typerna av batterier pågå i flera år, vilket ger hög ström och spänning.
