Svarkin-spb.ru

Литий─полимерный аккумулятор: отличие от ионного

В чём разница?

Разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором

Ключевое различие между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором заключается в том, что литий-ионные батареи имеют высокую плотность энергии, тогда как литий-полимерные батареи имеют низкую плотность энергии.

Литий-ионный и литий-полимерный являются двумя терминами, связанными с аккумуляторными батареями. Литий-ионные батареи названы так, потому что они имеют литиевые ионы, движущиеся от отрицательного электрода к положительному электроду. Кроме того, название литий-полимерные батареи происходят от электролита в этой батарее, которая является полимерным материалом.

Содержание

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Литий-ионный аккумулятор
  3. Что такое Литий-полимерный аккумулятор
  4. В чем разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором
  5. Заключение

Что такое литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионный аккумулятор — это одна из форм аккумуляторов, которую обычно используют для портативной электроники и электромобилей. Эти батареи получили это название, потому что в нем есть ионы лития, перемещающиеся от отрицательного электрода к положительному электроду во время разряда и обратно во время зарядки. Материал электрода в этой батарее является интеркалированным материалом (не металлическим литием).

Литий-ионный аккумулятор

Эти батареи имеют высокую плотность энергии и низкий уровень саморазряда. Также нет эффекта памяти. Тем не менее, литий-ионный аккумулятор может представлять угрозу безопасности, поскольку он содержит воспламеняющийся электролит. Т аким образом, если его повредить или неправильно зарядить, аккумулятор может взорваться или стать причиной пожара.

Что такое Литий-полимерный аккумулятор?

Литий-полимерный аккумулятор представляет собой аккумуляторную батарею, в которой вместо жидкого электролита используется полимерный материал. Этот э лектролит содержит полутвердый полимер высокой проводимости (гель). Кроме того, эти батареи производят более высокую удельную энергию по сравнению с другими типами литиевых батарей. Важно отметить, что этот аккумулятор специально применяется для легких устройств, таких как мобильные устройства.

Литий-полимерный аккумулятор

Кроме того, литий-полимерная батарея имеет микропористый сепаратор между двумя электродами, чтобы они не касались друг друга напрямую. Микропористый сепаратор пропускает только ионы, но не частицы от электрода.

В чем разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором ?

Литий-ионный аккумулятор — это одна из форм аккумуляторов, которую обычно используют для портативной электроники и электромобилей. Литий-полимерный аккумулятор представляет собой аккумуляторную батарею, в которой вместо жидкого электролита используется полимерный материал. Ключевое различие между литий-ионными и литий-полимерным аккумулятором заключается в том, что литий-ионные батареи имеют высокую плотность энергии, тогда как литий-полимерные батареи более имеют низкую плотность энергии.

Кроме того, саморазряд литий-ионной батареи очень низкий, но в литий-полимерной батарее он сравнительно высок.

Заключение — Литий-ионый против Литий-полимерного аккумулятора

Литий-ионный аккумулятор — это одна из форм аккумуляторов, которую обычно используют для портативной электроники и электромобилей. Ключевое различие между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором заключается в том, что литий-ионные батареи имеют высокую плотность энергии, тогда как литий-полимерные батареи имеют низкую плотность энергии.

Читать еще:  Разряд аккумулятора и служба техпомощи

Литий-полимерный аккумулятор – отличие от литий-ионного

Литий-ионные аккумуляторы очень популярны и занимают на данный момент до 80% количества всех бытовых аккумуляторов небольшого размера. Литий-полимерные – следующий эволюционный шаг развития литиевых аккумуляторов. Давайте попробуем разобраться, в чем главные различия между двумя группами этих аккумуляторов.

Для начала вспомним принцип работы литий-ионного аккумулятора.

Устройство литий-ионного аккумулятора

Электрический заряд переносится положительно заряженными ионами щелочного металла лития. Ион этого металла обладает относительными небольшими размерами (поскольку находится вверху таблицы Менделеева) и способен внедряться в кристаллические решетки других веществ с образованием химических связей. Например, графита или оксидов (или солей) металлов (например, оксида кобальта или фосфата железа). И, что очень важно, эти процессы обратимы. Упрощенно принцип работы аккумулятора можно описать так.

Когда аккумулятор заряжается, ионы лития движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду) и образуют с графитом соединение с условной формулой LiC6. Но энергетически выгоднее литию находиться в связи с оксидом кобальта, поэтому после снятия внешнего электрического поля (отключения зарядки), ионы лития стремятся переместиться к аноду и образовать кобальтат лития (LiCoO2). На аноде возникает положительны заряд, на катоде отрицательный – аккумулятор готов к работе.

Для того чтобы ионы лития могли путешествовать от одного электрода к другому, необходима среда, где такое будет возможно. Этой средой и является электролит, который соединяет электродные отсеки внутри аккумулятора.

В классическом литий-ионном аккумуляторе используется жидкий электролит (точнее, гелеобразный) на основе органических растворителей. Поскольку электролит скорее жидкий, необходим сепаратор, который бы не давал смешиваться активным компонентам электродных отсеков.

Очевидно, было бы хорошо, если бы удалось обойтись без жидкого электролита и сепаратора. В ходе исследований такие твердые литий-проводящие электролиты были найдены. Их можно поделить на три группы – сухие полимерные электролиты (например, на базе полиэтиленоксида с добавлениями солей лития), гель-полимерные электролиты, которые получаются внедрением в сухие полимерные электролиты пластификаторов-растворителей. И неводные растворы солей лития, которые абсорбируются микропористой полимерной матрицей. На практике чаще всего используются аккумуляторы с гель-полимерным электролитом.

В различии электролита и состоит принципиальное отличие литий-ионного от литий-полимерного аккумулятора.

Рабочие параметры обоих типов аккумуляторов очень близки – напряжение, емкость, динамика зарядки практически одинаковые.

Один из силовых литий-полимерных аккумуляторов

Но отсутствие жидкого электролита позволяет делать литий-полимерные аккумуляторы любой формы толщиной от 1мм! Тогда как обычные литиевые аккумуляторы имеют форму привычных банок. Также, поскольку вытекать нечему, корпус не обязательно должен быть металлическим, можно обойтись и пластиком. Жидкий электролит литий-ионных аккумуляторов является горючим органическим веществом, поэтому литий-полимерные аккумуляторы, в которых ничего особо горючего нет, более безопасны в работы. Тем не менее, на них распространяются те же самые правила эксплуатации, что и для литий-ионных аккумуляторов (подробнее – читайте в статье “Использование литий-ионных аккумуляторов”).

Читать еще:  Лучший способ как быстро отогреть аккумулятор дома

Есть и небольшая ложка дегтя – электропроводность твердого электролита хуже, чем электролита жидкого. Поэтому обычные литий-полимерные аккумуляторы не способны выдавать большие токи (более 3С). Но выпускаются, так называемые, силовые модели таких аккумуляторов, которые способны выдать ток в более чем 10С (С – численное значение емкости аккумулятора в ампер-часах). Это в значительной степени определяет область использования аккумулятора – обычные там, где особо большие токи не требуются – мобильные телефоны, фотоаппараты и т.д., силовые – наоборот, там, где ожидается питание мощных потребителей электричества – двигатели моделей, электроинструментов и т.д. Также, электропроводность твердого электролита сильно снижается при понижении температуры, сильно возрастает внутреннее сопротивление аккумулятора и, как следствие, тут же сильно ухудшаются его характеристики. Все, наверное, сталкивались с тем, как быстро садится мобильный телефон на морозе? Правда, при прогреве до рабочей температуры, все восстанавливается.

Очень часто к твердому полимерному электролиту для улучшения электропроводности добавляют небольшое количество гелеобразного электролита, который используется в обычных литий-ионных аккумуляторах. Получается, что значительная часть аккумуляторов является своего рода гибридами двух типов аккумуляторов.

Доказана возможность создания литий-полимерных аккумуляторов в широком диапазоне емкостей, совершенно определенно можно говорить, что использование аккумуляторов этого типа более безопасно, чем традиционных литий-ионных аккумуляторов. Все это не оставляет никаких сомнений, что производство литий-полимерных аккумуляторов будет только расширяться.

Итак, принципиальное отличие литий-полимерных аккумуляторов от литий-ионных – в типе используемого электролита. На сегодня практическое применение находят оба типа. И при соблюдении правил эксплуатации каждый из них способен сполна отработать вложенные в него средства.

Li-pol или li-ion – что лучше: сравнение 2-х видов аккумулятора

За энергетический запас электроустройств, не требующих постоянного подключения к розетке, (будь то мобильник или павербанк) отвечают 2 разновидности аккумулятора: li pol и li ion. Есть ли между ними существенные отличия? Какие достоинства и просчеты есть у каждого типа? И какой же аккумулятор лучше (по емкости, безопасности, долговечности) другого: li pol или li ion? Чтобы разобраться в нюансах, нужно рассмотреть их «под микроскопом», и более детально о них расскажет данный материал.

Что такое литий-ионный аккумулятор?

Это разновидность батареи, которая нашла свое применение в самых разнообразных девайсах: ноуты, видеокамеры, фотоаппараты.

Интересная статья: Какие бывают ноутбуки?

Плюсы этого агрегата:

  • отсутствие «эффекта памяти» (при этом эффекте батарея как будто запоминает, что в предыдущие циклы запас его емкости не был использован полностью и при разрядке отдает ток до этого предела) – есть возможность регулярного небольшого подзаряда;
  • сразу готов к эксплуатации – не нужно после покупки его разряжать, а потом заряжать;
  • относительно небольшое «старение» при регулярном использовании – до 20% за 365 дней;
  • высокий уровень энергетической плотности (или, по другому, емкости).
Читать еще:  Блок предохранителей на автомобиле «Ауди-80»

Кроме того, по отзывам юзеров, к плюсам приспособления стоит отнести простоту в уходе и эксплуатации. Запас рабочих циклов такой разновидности батареи составляет от 1000.

К минусам аккумулятора можно отнести:

  • при повреждении оболочки есть опасность взрыва;
  • зарядка затруднена при минусовых температурах;
  • «старение» батареи, даже если она не используется.

Чтобы избежать всех этих недочетов в работе li ion, нужно придерживаться простых рекомендаций: не допускать перегрева приспособления, не использовать его при сильных заморозках, хранить от ударов и падений.

Что такое литий-полимерный аккумулятор?

Это улучшенный вариант предыдущего вида батареи. Применяется в смартфонах, радиоуправляемых гаджетах и пр.

Выбор юзеров в пользу покупки данного вида обоснован следующими плюсами батареи:

  1. Могут изготавливаться любой формы и толщины (до 1 мм);
  2. Повышенный уровень безопасности (здесь нет жидкого электролита, а значит минимизирован риск воспламенения приспособления)
  3. Незначительный перепад напряжения во время разрядки (батарея дольше остается работоспособной, даже если ее долгое время не подзаряжать);
  4. Немного большая емкость, по сравнению с литий-ионным агрегатом.

Такие батареи дольше остаются работоспособными, даже если их не подзаряжать достаточно долго.

К недочетам полимерных приспособлений относят:

  • «старение»; тем не менее, оно более медленное, чем в li ion;
  • достаточно высокая стоимость изготовления.

Подобные приспособления могут дольше питать и обеспечивать автономную работу девайсов.

Что лучше: li-pol или li-ion?

Для этого нужно сравнение характеристик двух типов:

li ion li-pol Универсальность низкая (изготавливается стандартных форм) производители не привязаны к стандартному формату ячеек Взрывоопасность более высокий уровень при неправильной эксплуатации высокий уровень безопасности за счет отсутствия жидкого электролита Стоимость Доступная Более высокая Температурный диапазон -20-+50 градусов Цельсия

Оба варианта отлично подходят для смартов (например, в J5 2016 установлен как раз li ion). А такие виды, как литий-титановые аккумуляторы, хоть и имеют более выдающиеся характеристики (одна из них – 10000 циклов до 80% емкости), но из-за внушительного веса хороши только в стационарном применении.

Что касается дилеммы, какая батарея лучше из двух описанных здесь: li ion или li pol, то покупателям стоит запомнить, что первый вариант более дешевый в производстве, второй – отличается изяществом и тонкими формами. На практике, даже если купить мощную и емкую батарею и не соблюдать рекомендации по эксплуатации, то она выйдет из строя вне зависимости от своих параметров. Поэтому нужно правильно использовать девайсы, чтобы все их внутренние составляющие, в том числе и аккумуляторы, прослужили как можно дольше.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector