Pin lithium polymer

Sự phát triển không ngừng của công nghệ có lợi cho nhiều khía cạnh trong cuộc sống của mọi người. Sự cần thiết phải có nguồn cung cấp năng lượng hiệu suất cao với tỷ lệ an toàn, chi phí và hiệu suất tốt đã dẫn đến việc tạo ra các yếu tố lithium-polymer.

Pin lithium polymer là gì

Pin Li polymer là nguồn cung cấp năng lượng điện sử dụng vật liệu polymer bão hòa lithium làm chất điện phân.

Công nghệ lithium-polymer đã trở thành một giai đoạn mới trong việc phát triển các nguồn năng lượng lithium-ion, giúp giảm chi phí sản xuất và cho phép tạo ra các loại pin thu nhỏ và linh hoạt.

Khi mua và sử dụng pin như vậy, bạn phải hiểu các dấu hiệu được áp dụng cho chúng, có các tính năng sau:

• dung lượng pin được chỉ định bằng mAh;
• số bên cạnh chữ cái tiếng Anh S trong phần đánh dấu cho biết số phần tử riêng lẻ (lon) trong pin, mỗi phần có điện áp danh định là 3,7 volt và tối đa là 4.2 volt;
• số bên cạnh chữ C cho biết sản lượng hiện tại tối đa tính bằng đơn vị C. Dòng xả tối đa tính bằng milliamperes mỗi giờ bằng với dung lượng pin nhân với giá trị này;
• số bên cạnh chữ P chỉ số lượng lon được kết nối song song. Khi sử dụng một có thể, giá trị này thường không được chỉ định.

Do đó, ký hiệu 2600 mAh 3S 20C có nghĩa là pin Li-polymer 2600 mAh với điện áp danh định là 11,1 volt (tối đa 12,6 volt), với ba ngân hàng được kết nối nối tiếp và dòng xả cho phép là 52 ampe (2600x20 = 52000 mA).

Sản xuất pin lithium polymer như thế nào?

Trong sản xuất nguồn cung cấp năng lượng Li-polymer, công nghệ này được sử dụng:

1. Việc đình chỉ được áp dụng một cách có kiểm soát với các vật liệu hoạt động của cực âm và cực dương (hai quá trình khác nhau) trên bề mặt của lá nhôm hoặc đồng, hoạt động như một bộ thu hiện tại.
2. Giấy bạc với vật liệu ứng dụng được sấy khô, cắt thành các yếu tố có kích thước và hình dạng cần thiết.
3. Việc chuẩn bị một bộ tách điện phân polymer được thực hiện, sau đó được đặt giữa các lớp giấy bạc với các vật liệu hoạt động của cực âm và cực dương.
4. Pin đa lớp đang được lắp ráp, niêm phong và sấy khô.
5. Khi sử dụng thiết bị phân tách polymer yêu cầu bao gồm chất điện phân gel, nó chứa đầy lượng chất lỏng điện phân thích hợp.
6. Việc lắp đặt các miếng đệm tiếp xúc, đóng gói trong vỏ bảo vệ và cắt các phần nhô ra của nó.
7. Thiết bị đầu cuối pin bên ngoài được cài đặt.
8. Một chu kỳ kiểm soát sạc / xả và thử nghiệm được thực hiện.
9. Culling, sắp xếp theo năng lực và vẽ các chỉ định thích hợp được thực hiện.
10. Nếu cần thiết, dây được hàn vào các cực pin.
11. Kiểm soát chất lượng được thực hiện, việc đóng gói các tế bào pin trong vỏ, trên đó áp dụng đánh dấu và đóng gói cần thiết.

Nguyên lý hoạt động và pin lithium polymer của thiết bị

Nguyên lý hoạt động của pin Li pol dựa trên việc sử dụng hiệu ứng bán dẫn trong các chất polymer có vùi các ion điện phân. Việc bổ sung chất điện phân vào polyme gây ra sự tăng độ dẫn ion của chúng trong khi vẫn duy trì tính chất cách điện của nhựa đối với các điện tử.

Lực điện động liên quan đến các ion lithium xảy ra là kết quả của phản ứng hóa học thuận nghịch giữa cực dương (cộng) của carbon (thường là than chì) và cực âm (trừ) của coban, oxit oxit hoặc mangan, được đặt trong chất điện phân polymer với muối lithium.

Có ba loại chất điện phân polymer:

1. Các chất điện phân polymer khô hoàn toàn, là nhựa có bổ sung muối lithium, cho dòng điện thấp ở nhiệt độ phòng, không đủ cho hầu hết các thiết bị hiện đại và đắt hơn pin lithium-ion thông thường.
2. Các chất điện phân polymer giống như gel, là các chất điện phân polymer khô xen kẽ với các dung môi-chất hóa dẻo, có các chỉ số chấp nhận được về công suất, cường độ hiện tại và chi phí và thường được sử dụng trong thực tế.
3. Các dung dịch không chứa nước của muối lithium được phân phối trong một ma trận polymer siêu nhỏ bằng cách hấp thụ.

Pin Li Po được bán ồ ạt thực sự là các loại lai kết hợp không chỉ với chất điện phân polymer khô nguyên chất, mà còn một lượng nhỏ chất điện phân gel, cũng chứa các nguồn lithium-ion.

Việc bổ sung các chất điện phân gel trong chất điện phân polymer rắn làm tăng tính dẫn điện và đặc tính điện của nó, đặc biệt, dòng điện hoạt động tăng đến giá trị cần thiết cho hầu hết các thiết bị cỡ nhỏ hiện đại.

Pin lithium polymer: Ưu và nhược điểm

Bộ nguồn Li-polymer có những ưu điểm sau:

• mật độ năng lượng cao so với khối lượng của chúng, cao gấp 4-5 lần so với pin niken-cadmium và cao hơn 3-4 lần so với nguồn năng lượng hydride kim loại niken;
• dòng điện tự xả thấp và hiệu quả dòng điện cao;
• khả năng tạo ra các sản phẩm linh hoạt và rất mỏng;
• thiếu hiệu ứng bộ nhớ;
• duy trì điện áp trong giới hạn cho phép trong quá trình xả làm việc;
• một phạm vi rộng của nhiệt độ cho phép trong quá trình hoạt động (từ -20 đến +40 độ).

Pin lithium polymer có một số nhược điểm:

• nguy cơ hỏa hoạn trong trường hợp quá tải / quá nóng. Những pin này yêu cầu sử dụng các thiết bị điện tử bảo vệ, theo dõi dòng sạc và nhiệt độ, cũng như một thuật toán sạc đặc biệt;
• hiệu ứng lão hóa, dẫn đến giảm công suất trong quá trình lưu trữ và vận hành lâu dài (người ta tin rằng pin mất tới 20% công suất mỗi năm);
• thất bại trong quá trình phóng điện sâu (dưới 3 volt);
• sợ quá nhiệt trên 60 độ và quá tải trên 4.2 volt (với điện áp trên 4,5 volt, có thể có một vụ nổ);
• việc sử dụng lớp vỏ mỏng (thường ở dạng lá) trong một số loại pin này giúp giảm chi phí cho các tế bào Li Pol, nhưng đồng thời làm giảm sức mạnh của chúng.

Pin Li Pol được sử dụng ở đâu?

Loại nguồn này do trọng lượng nhẹ và công suất cao được sử dụng rộng rãi để cung cấp năng lượng cho các thiết bị có kích thước nhỏ và lớn, bao gồm:

• điện thoại di động và điện thoại thông minh;
• mô hình điều khiển vô tuyến, quadrocopters, micro-planes;
• dụng cụ điện;
• công nghệ kỹ thuật số, ultrabook;
• xe điện.

Hướng dẫn sử dụng pin Li Pol

Để đảm bảo mức độ an toàn cần thiết và kéo dài tuổi thọ của pin khỏe mạnh, bạn phải tuân thủ các quy tắc sau:

1. trong trường hợp có hư hỏng, sưng pin, chúng không thể được sử dụng, nhưng phải được xử lý;
2. pin cần được sạc với bộ sạc chất lượng dưới sự giám sát, tránh làm pin quá nóng. Nếu trong quá trình sạc có mùi khét, đầy hơi, đánh lửa, bạn phải dừng ngay lập tức và ngắt pin khỏi bộ sạc;
3. tốt hơn là sạc trên bề mặt không cháy, ví dụ như trên gạch men hoặc đĩa sứ, sau khi sạc đầy nguồn điện, tốt hơn là để nó nguội và chỉ sau đó bắt đầu sử dụng nó;
4. không được phép xả dưới 3 volt, quá nhiệt hoặc quá nhiệt, làm giảm công suất và tổng số chu kỳ phóng điện, không được phép;
5. tuổi thọ dài nhất của các tế bào LiPo đạt được trong khi duy trì mức sạc của chúng ở mức 45%;
6. Chế độ sạc tốt nhất cho pin LiPo được cung cấp bởi bộ sạc Sony trong khoảng ba giờ. Nó diễn ra trong ba giai đoạn:
   • Đầu tiên, trong khoảng một giờ, việc sạc được thực hiện lên tới 70% với dòng điện trực tiếp 0,5-1 từ đầu ra hiện tại của pin đến điện áp 4.2 volt;
   • Sạc lại với thời lượng từ 1 giờ đến 90% với điện áp không quá 4.2 volt với dòng điện giảm dần (tối đa khoảng 0,2 từ đầu ra hiện tại);
   • Ở giai đoạn thứ ba, việc sạc được thực hiện trong hơn một giờ đến 100% với dòng điện nhỏ liên tục giảm.

Bộ sạc giá rẻ kết thúc quá trình sạc trong giai đoạn đầu tiên, khi đạt đến điện áp 4.2 v, do đó pin không đạt được công suất đầy đủ.

• Tránh gây sốc cho pin, đoản mạch hoặc phóng điện với dòng điện rất cao, sạc quá mức trên 4.2 volt cho mỗi thành phần pin di động - tất cả những điều này gây ra hỏa hoạn;
• nếu sử dụng pin tổng hợp của một số tế bào Li Pol, tốt hơn là nên sạc riêng hoặc sử dụng điện tích cân bằng đặc biệt với cân bằng cho từng ô. Nguyên lý hoạt động của một thiết bị như vậy là ngừng sạc các phần tử riêng lẻ khi chúng đạt điện áp khoảng 4,17 volt;
• Trước khi đưa pin mới vào hoạt động, tốt hơn là hiệu chỉnh chúng bằng cách sạc đầy hai lần và xả.

Trong một số pin Li Pol, việc phóng điện dưới 2,5 volt có thể dẫn đến quá trình kim loại hóa lithium, dẫn đến việc tạo ra các cầu dẫn bên trong pin và ngắn mạch. Khi sạc pin như vậy, sự nóng lên không kiểm soát được xảy ra, có thể dẫn đến sự bùng nổ của một nguồn năng lượng như vậy. Do đó, pin trong đó điện áp đã giảm xuống dưới mức tới 3 volt thì tốt hơn là không nên sử dụng, và nếu điện áp giảm xuống 2,5 volt trở xuống, chúng phải được xử lý.

Cách bảo quản pin lithium polymer

Nên lưu trữ pin LiPo đã sạc trong các hộp bảo vệ ở nhiệt độ phòng trong khi sạc ở mức 3,6-3,8 volt.

Trước khi lưu trữ các tế bào LiPo, chúng được khuyến nghị rằng chúng phải được sạc tới 40-50%, ngắt kết nối với các thiết bị mà chúng cấp nguồn và định kỳ, ít nhất sáu tháng một lần, kiểm tra mức sạc.

Thải bỏ pin lithium polymer

Việc xử lý các nguồn cung cấp năng lượng LiPo có liên quan đặc biệt do nguy cơ hỏa hoạn cao. Chúng ít độc hơn pin niken-cadmium, nhưng vẫn chứa các chất có hại cho môi trường.

Để loại bỏ hoàn toàn và an toàn pin Li-polymer, phải tuân thủ các yêu cầu sau:

• Pin đã được xả trong các hộp nhựa bằng dung dịch nước muối (khoảng nửa ly muối cho mỗi 1 lít nước) trong khoảng 2 tuần (cho đến khi ngừng sản xuất khí) trong một tòa nhà không dân cư. Sau đó, chúng có thể được ném đi với rác thông thường;
• Trước khi thải bỏ, pin phải được xả ra ít nhất một volt (điều này có thể được thực hiện với bóng đèn dưới dạng tải);
• nếu vỏ pin bị hỏng, thì không cần phải xả, nhưng nó phải được xử lý trong dung dịch nước muối;
• nếu sự phóng điện được tạo ra bởi một dòng điện quá mức cho phép, được kết nối với giá trị của đầu ra dòng điện tối đa C, thì pin phải ở trong một thùng cát hoặc ở một nơi khác có khả năng chống cháy;
• Không được phép phá hủy cơ học pin chưa qua xử lý trong nước muối, điều này có thể dẫn đến hỏa hoạn. Đặc biệt nguy hiểm trong vấn đề này là pin với cực âm coban.