Литий ионный аккумулятор литий полимерный: Чем отличается Li-ion от Li-Pol? Применение и стоимость — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Li-Pol аккумулятор из Китая производителя

LiPol Battery Ltd, является Li-Pol аккумулятор производителем в Шэньчжэнь, Китай и был найден в 2002 году. С более чем 8-летний опыт в промышленной мощности, наша команда понимает уникальные требования наших клиентов. С пользовательской системы заполненный пунктов, мы будем соответствовать вашим требованиям в наиболее эффективным способом. Мы производим литий-полимерная Li-Pol аккумулятор для клиентов электронных устройств, обеспечивает полный комплекс услуг от проектирования и производства аккумулятор, а также включать батареи упаковки и отгрузки. LiPol Battery были использованы для GPS, электронная книга, ноутбуки, Bluetooth, мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры и так далее. LiPol Battery может также предоставить OEM-и ODM-услуги для Li-Pol аккумулятор, узнать больше…

Для мор больше людей просматривать сайт с помощью мобильных в последние годы. Мы публикуем все новые WordPress www.LiPoly-Battery.

com сайт, который является более дружественным для мобильных терминалов.

Новости

Apple, компании улучшить литий-полимерный аккумулятор, чтобы увеличить срок службы аккумуляторов
Это показывает, что яблоко редизайн липо батарей для IPAD, iPhone и MacBook, чтобы увеличить время автономной работы. Новый аккумулятор липо будет иметь несколько разных размеров липо клеток. Apple, компания находит расширить новый аккумулятор концепцию и подать заявку на патенты законах по товарным знакам СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ АМЕРИКИ. Цель заключается в повышении производительности литиево-полимерный аккумулятор пакетов все больше и больше электронных продуктов, таких как iPhone, IPad и MacBook. Некоторые элементы питания находятся в параллельно будет аккумулятор. Подробнее…

LiPo аккумулятор конкурентоспособной промышленности
LiPo аккумулятор используется для многих продуктов, таких как планшетные ПК, ноутбуков и другой электроники ультратонких. Спрос рынок растет. Ультратонкие ноутбуки предназначены будет достигать 40% в конце 2012 года. Но яблоко компании приняли более 40% хороших поставщиков для LiPo аккумулятор полимера. Другие компании Dell, Acer и Asus ищут новых поставщиков LiPo аккумулятор сейчас. Подробнее…

Землетрясение в Японии толчок производству литий полимерный аккумулятор удалить в Китай

Япония первых рядах мира в литиевых аккумуляторов промышленности полимера и они владеют более 50% материалов для литиевых батарей полимера. Япония имеет полную цепочку промышленности от вверх по течению материала на выходе из материала, такого как аккумулятор и схемотехники. Подробнее…

НАСА Glenn Research Center партнеров с Fuentek к лицензии технологии для повышения Li-Pol аккумулятор
Для повышает производительность и безопасность литий-полимерная батарея, НАСА Glenn Research Center попросил Fuentek искать компаниям лицензии передовых электролита геля сополимера. Это электролита технология позволит повысить производительность литиевая аккумуляторная батарея полимера и был бы более безопасным, чем существующие батареи, поскольку Есть не летучие или легковоспламеняющихся компонентов.

Подробнее…

Sanyo глаза десятикратное увеличение мощности литий-ионный аккумулятор
Касаи и Японии Sanyo Electric, которые делают гибридный автомобиль литий-ионные батареи для Ford и Honda, цели десятикратное увеличение литий-ионные батареи мощностью в пять years.They также стремиться сократить производственные затраты в два раза за это время в ее стремлении стать лидер в области нового поколения силовые агрегаты для зеленых автомобилей. Подробнее…

Анодный технологий может привести к 30% большую емкость лит-ионный аккумулятор

Исследовательская группа Advanced Industrial Японии науки и технологий разработала новую технологию анода, что может увеличить срок службы литий-ионных батарей заряда на целых 30 процентов. Метод синтеза, известная как «мягкие химии», создает оксида титана, который значительно более эффективен, чем литий титаната было бы заменить. Батареи могут генерировать около 225mAh власти на каждый грамм против 175mAh сегодня. Подробнее…

Исследования и рынки: Отчет Оценки литий-ионный полимерный аккумулятор тома для гибридных и электромобилей на территории Южной Кореи, увеличится с примерно 6200 в 2009 году до 201500 в 2016
Это исследование услуга включает в себя анализ литий-полимерной батареи технологии для электрических и гибридных автомобилей в Южной Корее. Она включает в себя обзор рынка определений гибридов и электромобилей, схематическое представление мягкий гибриды, полный гибридов и электромобилей, гибридных и электрических транспортных средств стратегии OEM-производителей в Южной Корее, внедрение гибридов и электрических моделей автомобилей, промышленные проблемы, движущие силы рынка и ограничения , продуктов и технологий дорожных карт. Она также включает батарею рынке, который включает в себя рынок анализ жизненного цикла, размер рынка и прогнозы для гибридов и электромобилей, рынок разбивку по видам альтернативных силовых агрегатов и тип батарей. Подробнее…

Типы аккумуляторов, их достоинства, недостатки и специфика использования

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion, Lithium Ion)

Достоинства Li-Ion аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект «памяти»
Низкая степень саморазряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Большое количество циклов заряда/разряда

Недостатки Li-Ion аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время. Обычно поставляются заряженным на 40-60%. Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Время работы литиевых аккумуляторов сокращается при температуре ниже 0°С. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Достоинства Li-Pol аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект «памяти»
Низкая степень саморазряда
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Возможность изготовления любой формы и конфигурации

Недостатки Li-Pol аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Литий-полимерные и литий-ионные батареи схожи по своим техническим характеристикам за исключением того, что литий-полимерные аккумуляторы имеют возможность изготовления практически любой формы и конфигурации, что позволяет убрать ограничения в отношении конечной формы, размеров и электрических характеристик. Так же литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие показатели в стандартных тестах на производительность и безопасность (раздавливание, протыкание, вибрация, короткое замыкание, перезаряд, форсированный заряд), но из-за кристаллизации находящегося внутри полимера электрические характеристики сильно ухудшаются при отрицательной температуре.

Аккумуляторы на основе литий-полимерных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. Подходят для устройств с нестандартным форм-фактором и специфической конфигурацией.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Достоинства LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Отсутствует эффект «памяти»
Устойчивы к переразряду
Не теряют емкость при отрицательных температурах
Низкая степень саморазряда
Срок хранения до 15 лет
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Не горят при повреждении и не токсичны

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая стоимость
Тяжелее относительно Li-Ion

Общая информация:

В отличие от большинства литиевых аккумуляторов LiFePO4 отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к отрицательным температурам и безопасностью в эксплуатации. Поставляются заряженным на 40-60%. Могут использоваться вне помещений, так как устойчивы к отрицательным температурам до -30°С. Степень саморазряда менее 1,5% в месяц. Длительное хранение не сказывается негативно на работе. Срок службы достигает 5000 циклов перезарядки, а срок хранения до 15 лет.

Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфатных ячеек оптимальны для техники, которая используется вне помещений и периодически остается на хранении длительное время. Область применения – накопители для солнечных панелей и ветрогенераторов, электроавтомобили, водный транспорт, складская техника, гольфкары, электровелосипеды и электроскутеры.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Достоинства Ni-Cd аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая вероятность восстановления
Работа в широком диапазоне температур
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Эффект «памяти»
Большие размеры
Токсичность при неправильной утилизации
Срок службы ограничен количеством циклов заряда/разряда

Общая информация:

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект “памяти” и что бы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Специфика использования никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена сроком службы, который зависит от количества циклов заряда/разряда и соблюдения условий зарядки. Наиболее эффективно использование для периодической эксплуатации и в режиме полного разряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Достоинства Ni-MH аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая ёмкость
Низкая токсичность
Слабовыраженный эффект “памяти”
Работа в широком диапазоне температур

Недостатки Ni-MH аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Медленная зарядка
Малое количество циклов заряда/разряда
Сложное и дорогое устройство зарядных устройств

Общая информация:

Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект “памяти” и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

Использование никель-металлогидридных аккумуляторов ограничено сроком службы, однако они обладают большой емкостью и наиболее эффективно их использование в устройствах с низким постоянным потреблением.

Что представляет собой литий-полимерный аккумулятор?

Литий-полимерный аккумулятор (другое название – литий-ионный полимерный аккумулятор, аббревиатуры: Li-pol, Li-Po, Li-polymer) – является усовершенствованной конструкцией своего литий-ионного предшественника и способен выдавать более высокие разрядные токи. Вместо жидкого гелевого электролита (Li-Ion) в нем используется насыщенный литийсодержащий твердый или пастоообразный полимер (Li-Po).

Впрочем, жесткого разделения между литий-полимерными и литий-ионными аккумуляторами не существует, так как оба типа в основном отличаются только используемым электролитом и имеют практически аналогичные характеристики (разряд, заряд, особенности эксплуатации, требования техники безопасности).

Основные достоинства аккумуляторов Li-Po

Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы при одинаковом весе значительно превосходят по энергоемкости аналоги, изготовленные из других материалов (никель-кадмиевые, никель-металл-гидридные и др.). Они также характеризуются:

низким саморазрядом;
минимальной толщиной элементов – от 1 мм;
высоким напряжением единичного элемента – 3.6-3.7 В против 1.2-1.4 В у NiMH и NiCd;
возможностью получать практически любые формы.

Благодаря хорошим рабочим и эксплуатационным характеристикам литий-полимерные аккумуляторы имеют широкое применение. Они используются в мобильной технике, различных радиоуправляемых моделях и в других устройствах, требующих автономных источников питания.

Особенности эксплуатации литий-полимерных аккумуляторов

Если вы приобрели устройство с литий-полимерным аккумулятором, для продления срока его службы придерживайтесь простых правил:

ставьте аккумулятор на зарядку до того, как произошел полный разряд;
избегайте перезарядки – не держите устройство включенным в сеть после окончания заряда.

В отличие от NiCd и NiMH аккумуляторов литий-полимерная батарея не требует «раскачки» – прохождения нескольких циклов полной разрядки с последующей полной зарядкой. Ее рабочие характеристики после подобных манипуляций только ухудшаются.

CARKU и MigOwatt – устройства аварийного питания на основе аккумуляторов Li-Po

Если вас интересуют литий-полимерные аккумуляторы – посмотрите каталог. Мы реализуем универсальные устройства торговых марок CARKU и MigOwatt, которые можно использовать в качестве автономного источника питания для мобильных телефонов, смартфонов, ноутбуков, планшетов, цифровых фотоаппаратов, MP3-плееров, электронных книг, навигаторов и другой техники. Также у нас есть модели, являющиеся портативными пуско-зарядными устройствами, способные «оживить» автомобиль, мотоцикл или другое транспортное средство с напряжением бортовой сети 12 В.

Выбирайте литий-полимерные аккумуляторы на нашем сайте!

Как устроены литий-полимерные аккумуляторы и принцип их работы

Литий-полимерный аккумулятор (литий-ионный полимерный аккумулятор) — это усовершенствованная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал. Используется в мобильных телефонах, цифровой технике, радиоуправляемых моделях.

В начале 90-х годов, когда промышленное использование литий-ионных аккумуляторов уже во всю набирало обороты, были разработаны и первые литиевые аккумуляторы в форме пакетов — литий-полимерные аккумуляторы (обозначение «Li-Pol» или «Li-Po»).

Таким образом, литий-полимерные аккумуляторы стали более поздней разновидностью литий-ионных аккумуляторов. Но если в литий-ионных аккумуляторах электролит применяется жидкий, то у литий-полимерных собратьев это уже полимерный состав, по консистенции — гель. Благодаря полимерной основе, аккумуляторы данного типа обладают более высокой удельной энергоемкостью, чем другие.

Именно по этой причине сегодня литий-полимерные аккумуляторы особенно широко внедрены во множество мобильных устройств, где малый вес крайне важен (гаджеты, радиоуправляемые игрушки и т. д.)

Типичный литий-полимерный аккумулятор содержит в своей конструкции четыре основные части: положительный электрод (анод), отрицательный электрод (катод), сепаратор и электролит. В качестве сепаратора может выступать такой полимер, как микропористая полиэтиленовая или полипропиленовая пленка. Поэтому даже если электролит практически и является жидкостью, полимерный компонент в аккумуляторе неизменно присутствует.

Положительный электрод, в свою очередь, может быть разделен на три части: литий-переходный материал (оксид лития-кобальта или литий-оксид марганца), проводящая добавка и полимерное связующее — поливинилиденфторид. Что касается отрицательного электрода, то он содержит тоже три части, только вместо оксидов на нем присутствует углерод (графит).

Принцип действия литий-полимерного аккумулятора, как и принцип действия аккумулятора литий-ионного основан на обратимом встраивании (интеркаляции и деинкаляции) ионов лития в материал положительного и отрицательного электродов, при этом проводящей средой для ионов лития служит электролит, а микропористый сепаратор нужен здесь для того, чтобы препятствовать соприкосновению противоположных электродов друг с другом.

Сепаратор, таким образом, исключает миграцию частиц самих электродов, пропуская лишь ионы лития. В разряженном состоянии напряжение между электродами находится в диапазоне от 2,7 до 3 вольт, а в заряженном достигает 4,2 вольт (для аккумулятора на основе оксида литий-кобальта). Для литий-железофосфата (разновидность литий-ионного аккумулятора) эти значения будут иными — от 1,8 до 2,0 вольт в разряженном состоянии и от 3,6 до 3,8 вольт в заряженном.

Для каждого аккумулятора характерные значения рабочих напряжений указываются в документации, кроме того каждый аккумулятор должен быть оснащен защитной схемой, не допускающей выхода напряжения за пределы допустимого диапазона. Если же ячейки собираются в батареи будучи соединены последовательно, то обязательно наличие балансирующего контроллера, который будет удерживать заряд каждой ячейки на приемлемом уровне.

Литий-полимерные аккумуляторы традиционно отличаются от обычных литий-ионных аккумуляторов гибким, а не жестким каркасом. В итоге ячейка не только оказывается на 20% легче, но также имеет колоссальное преимущество, которое заключается в возможности производить аккумуляторы практически любой желаемой формы (для ноутбуков, планшетов и прочих мобильных устройств это крайне важно). Кроме того уровень саморазряда литий-полимерных аккумуляторов составляет всего около 5% в месяц.

Наконец, следует отметить количество рабочих циклов, которое у литий-полимерных аккумуляторов достигает 900. А при разрядных токах в 2С (удвоенное значение номинальной емкости) емкость бытовых аккумуляторов данного типа снижается лишь на 20% за все время жизни. Для специальных же применений, с нетипично большими рабочими токами, разрабатываются специальные литий-полимерные аккумуляторы, способные безболезненно отдавать в нагрузку токи на порядок превышающие величину номинала.

Ранее ЭлектроВести писали, что растущий спрос на аккумуляторы провоцирует кризис. Главные мировые поставщики аккумуляторов — это южнокорейские гиганты Samsung и LG. Политика Сеула привела к тому, что за последний год использование батарей на внутреннем рынке выросло.

По материалам electrik.info

Всё о литий-полимерном аккумуляторе

Статья обновлена: 26.11.2020

Литий-полимерные аккумуляторы – это современные элементы питания с отличными эксплуатационными характеристиками. Они стали новой ступенью развития литий-ионной технологии. Аккумуляторы типа Li-Polymer применяются в смартфонах, планшетах, электронных книгах, квадрокоптерах, моделях на радиоуправлении, портативных электроинструментах и другой технике.

Использование полимерного электролита повышает безопасность использования аккумуляторов, предоставляет свободу форм и размеров, в т. ч. позволяет получать сверхтонкие модели.

Изначально Li-Pol элементы питания уступали Li-ion аналогам по ионной проводимости и диапазону допустимых температур. Но модели обоих типов, используемые в современной технике и электронике, по рабочим характеристикам практически идентичны.

Особенности Li-Pol технологии

Главное отличие Li-Pol моделей от Li-ion аналогов состоит в типе применяемого электролита. При производстве накопителей энергии категории Li-ion катод и анод разделяют пористым сепаратором. В его порах содержится жидкий электролит. У элементов питания категории Li-Pol роль электролита выполняет полимер с токопроводящими добавками.

Основой для производства Li-Polymer аккумуляторов стали полимеры, которые при внедрении в их структуру ионов электролита переходят в полупроводниковое состояние с многократным возрастанием проводимости.

Ученым удалось создать несколько групп Li-Po аккумуляторов с разным составом электролита:

С сухим полимером – такие модели производятся с применением полиэтиленоксида и солей лития.
С мелкопористой полимерной матрицей – в нее внедряются неводные растворы солей лития.
С гомогенным электролитом в форме геля – создаются путем встраивания в полимерную структуру солей лития.

Характерным отличием Li-Polymer батарей является гибкая форма и мягкая оболочка вместо жесткого корпуса. Эта особенность обеспечивает элементам питания более легкий вес – на 20% по сравнению с Li-ion аналогами.

Принцип работы

По принципу работы Li-Po и Li-ion аккумуляторы идентичны. Заряд переносят ионы лития, которые перемещаются от катода к аноду и обратно, внедряясь в молекулярную структуру материалов. При зарядке элементов питания ионы Li⁺ переходят от катода к аноду, а при разрядке – в обратном направлении. Проводящей средой для ионов Li+ служит полимер с включенными в его состав добавками из солей лития. Напряжение Li-Po ячеек в разряженном состоянии составляет от 2,7 до 3 В, а в заряженном – достигает 4,2 В.

Плюсы и минусы литий-полимерных батарей

Экспериментируя с используемыми материалами катода, анода и электролита, ученые добились повышения плотности тока и увеличения температурного диапазона Li-Po ячеек. У разных брендов технологии изготовления Li-Pol аккумуляторов. Поэтому и характеристики элементов питания отличаются. Но в целом плюсами литий-полимерных аккумуляторов являются:

стойкость к токовым перегрузкам, сжатию, вибрациям и другим воздействиям;
компактность;
легкий удельный вес;
низкое внутреннее сопротивление;
разнообразие форм и толщин – вплоть до 1 мм;
высокая удельная энергоемкость;
малый саморазряд;
невыраженный эффект памяти;
стабильность напряжения в процессе разряда;
напряжение 3,7 В на ячейку;
высокий уровень безопасности;
диапазон рабочих температур от -20 до +40 °С;
ресурс от 500 циклов и выше.

Минусами литиево-полимерных аккумуляторов считается их относительно высокая цена, временное снижение емкости на морозе и подверженность естественной деградации – старению. Как и все элементы питания на основе лития, Li-Polymer модели постепенно теряют свою емкость – около 20% за 2 года активной работы.

Типы Li-Po батарей

В зависимости от допустимых разрядных токов Li-Po батареи делятся на 2 группы:

Обычные – с разрядными токами до 3–5С. Такие устройства применяются в смартфонах, планшетах, других видах электроники и бытовой технике.
Быстроразрядные или силовые (обозначение Hi discharge, HC или HD в маркировке) – устройства с допустимым током разряда до 8–10С. Они применяются в радиоуправляемых моделях, портативном электроинструменте, электромобилях и других устройствах, которым нужны большие разрядные токи.

Правила эксплуатации

Чтобы продлить срок службы Li-Poly батареи, нужно четко соблюдать рекомендации по ее эксплуатации. Прежде всего, необходимо использовать надежное зарядное устройство с подходящими параметрами. На универсальном ЗУ важно корректно выставлять настройки – напряжение 4,2 В на элемент и ток до 1С. Для силовых моделей допустим зарядный ток до 5С. Также для сохранения работоспособности Li-Po батареи важно:

не допускать перезаряда – выше 4,2 В на элемент;
избегать короткого замыкания;
не допускать перегрева выше 60 °С, в т. ч. при заряде или разряде высокими токами;
не оставлять элементы питания под воздействием прямых солнечных лучей, возле отопительных приборов или открытых источников огня;
не нарушать герметичность оболочки;
не разряжать ниже 3 В на элемент;
не подвергать ударам, прокалыванию и другим механическим воздействиям;
не хранить в разряженном состоянии;
заряжать, не дожидаясь полной разрядки;
после использования на морозе – выдерживать пару часов при комнатной температуре, а затем заряжать;
хранить в полузаряженном состоянии в прохладном сухом месте, в стороне от тепловых приборов.

При нарушении правил эксплуатации элементы питания быстро теряют емкость. При перегреве до 70 °С происходит самопроизвольная реакция, преобразующая энергию в тепло. В результате аккумулятор может воспламениться. Но при соблюдении правил использования Lo-Po элементы они абсолютно безопасны, эффективно справляются со своими задачами и радуют долгим сроком службы.

Какую батарею выбрать: Li-Pol или Li-ion?

Из-за отсутствия жидкого электролита Li-Po батареи считаются более безопасными в использовании. В отличие от Li-ion элементов, они не привязаны к стандартным типоразмерам, бывают очень тонкими – от 1–2 мм, выполняются в мягкой оболочке и имеют более легкий вес. В остальном Li-Pol и Li-ion батареи практически идентичны.

Поэтому выбор зависит преимущественно от требований к весу и толщине аккумулятора. Если нужен сверхтонкий и легкий источник питания, преимущество отдается полимерным моделям. В остальных случаях обычно используются Li-ion батареи.

Ранее в нашем блоге была опубликована статья о восстановлении литий-полимерных аккумуляторов.

Типы батарей для мобильных устройств

По мере того, как наши развлечения и работа перемещаются в мобильные телефоны, растет и наша зависимость от аккумуляторов, обеспечивающих питание мобильных устройств. В настоящее время самыми распространенными являются литиевые батереи. Литиевые батареи, в целом, подразделяются на два основных типа, а именно, литий-ионные и литий-ионные полимерные батареи. По сравнению с использовавшимися ранее никель-металгидридными, литиевые батареи обладают преимуществами более быстрого выполнения зарядки и разрядки и меньшим «эффектом памяти», который возникает, если заряжать батарею, не дожидаясь ее полной разрядки.

Литий-ионный аккумулятор

Иногда именуется литий-ионными батарейками. Это самая современная и недорогая группа батарей на рынке. Поскольку в литий-ионных батареях используется жидкий электролит, они должны храниться в металлических контейнерах. Наиболее распространенными являются контейнеры цилиндрической и призматической формы; преобладают все же цилиндрические батареи, например 18650 литий-ионные батареи. А еще, благодаря простоте производства, литий-ионные батареи используются везде, от мелких электронных устройств до больших электромобилей.

Литий-ионные батареи тяжелее, но имеют более широкую сферу применения.

Литий-ионные полимерные аккумуляторы

Литий-полимерные батареи тоньше и легче, но дороже

Обычно именуются литий-полимерными батареями. Их можно считать следующим поколением в эволюции литий-ионных батарей. В них используются гелеобразные электролиты, в меньшей степени подверженные утечкам. Поэтому их можно заключить в более тонкий контейнер по сравнению с литий-ионными батареями. Они легко принимают различную форму и размер, и подходят для различных электронных устройств. Кроме того, тонкий форм-фактор имеет большую площадь поверхности, что улучшает теплоотдачу, то есть термостойкость улучшается по мере увеличения размера батареи.

Можно было бы подумать, что литий-полимерные батареи лучше, чем литий-ионные, но, на самом деле, они похожи с точки зрения конструкции и безопасности. Например, избыточная зарядка или глубокая разрядка обоих типов батарей в определенной степени вредна для батареи и может привести к ее возгоранию или взрыву. В конечном счете, выбирая батарею, независимо от ее типа, остановитесь на батарее надежного бренда, которая соответствует высочайшим стандартам безопасности. Не подвергайте себя риску получить некачественную батарею ради экономии денег.

#Портативный внешний аккумулятор #Аккумулятор #Литий-ионный #Литий-полимерный #Мобильный телефон

Почему технологии аккумуляторов застыли на месте

В последнее время развитие аккумуляторов портативных устройств зашло в тупик. Производители не пытаются создавать инновационные решения, вместо этого они оснащают свои девайсы аккумуляторами большей емкости либо выпускают какие-то дополнительные аксессуары, как сделала Apple, официально запустив в продажу чехол с встроенной батареей.

Увеличение аккумулятора или дополнительные чехлы напрямую влияют на толщину устройства и его восприятие пользователем. При этом с уменьшением размеров плат и чипов внутри корпуса остается много места, которое как раз и занимает аккумулятор. Из-за этого борьба за толщину устройств упирается в развитие батарей.

Первые телефоны использовали никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы. Несмотря на свои плюсы вроде большого ресурса и высокой токоотдачи, они обладали низкой удельной емкостью (45–65 Втч/кг).

Кроме того, этот тип батарей подвержен эффекту памяти: при зарядке не до конца разряженного аккумулятора его напряжение снижается, что ведет к потере емкости.

По этим причинам от Ni-Cd-аккумуляторов отказались в пользу никель-металл-гидридных (Ni-MH) батарей, которые меньше подвержены эффекту памяти и имеют большую удельную емкость (60–72 Втч/кг). Минусом же можно назвать малый срок службы — примерно 200–500 циклов. Однако устройства с таким типом аккумулятора выпускались до конца ХХ века.

Но прорывом в области аккумуляторостроения стал представленный компанией Sony в 1991 литий-ионный аккумулятор (Li-Ion), который остается одними из самых популярных и по сей день. Благодаря его сбалансированным характеристикам, этот аккумулятор остается одними из самых распространенных.

На данный момент Li-Ion-аккумуляторы имеют удельную емкость до 240 Втч/кг, что в несколько раз больше, чем у предшественников, они практически не подвержены саморазряду, но срок службы составляет более 600 циклов. Эффект памяти присутствует, но он проявляется только при частых циклах неполного разряда и заряда. Конечно, не стоит забывать о том, что высокая химическая активность лития приводит к тому, что при определенных условиях он способен воспламениться.

Вместе с Li-Ion-аккумуляторами недюжинной популярностью обладают и литий-полимерные (Li-Po). Отличие заключается в том, что Li-Po-аккумуляторы можно делать любой формы, включая гибкие. Плюсы и минусы у обоих типов батарей схожи: не самый впечатляющий срок службы и «смерть» после глубокого разряда. Кроме этого, они менее токсичны, чем Li-Ion-собратья, и более безопасны.

100%

То есть те аккумуляторы, что используются в смартфонах и планшетах по сей день, появились, грубо говоря, более 20 лет назад.

Нынешние разработки двигаются в нескольких направлениях, но пока нет ни одного решения, которое было бы полностью сбалансированным по всем характеристикам и при этом на голову выше литий-полимерных и литий-ионных.

Так, серебряно-цинковые батареи, которые активно используются в военной и космической технике, абсолютно безопасны и не загрязняют окружающую среду. Также они обладают внушительной удельной емкостью (в теории до 425 Втч/кг) и имеют высокую токоотдачу (до 50 ампер на 1 ампер-час емкости). Однако они обладают высокой стоимостью и выдерживают до 100 циклов заряда / разряда.

В Стэнфордском университете разрабатываются алюминиево-ионные (Al-Ion) аккумуляторы. Они, как и Li-Po-аккумуляторы, могут принимать абсолютно любую форму, способны заряжаться за несколько минут и имеют колоссальный срок службы (более 7,5 тыс. циклов). Но низкое выдаваемое напряжение в 2 вольта против 3,6 вольта у Li-Ion-батарей и удельная емкость в 140 Втч/кг пока не позволяют использовать эти батареи повсеместно.

Еще одной разработкой стали литий-серные (Li-S) аккумуляторы. Их энергоемкость вдвое превышает последнюю у литий-ионных. Кроме этого, они выдерживают хороший срок службы (1,5 тыс. циклов заряда), при этом практически не теряя максимальной мощности. Тем не менее необходимость доработки и тестов в сложных условиях (влажность, температура) пока не дают выйти Li-S-аккумуляторам на рынок.

Конечно, основная причина продолжающейся эксплуатации литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов происходит вовсе не оттого, что нет технологий. При активном желании производители могли бы попытаться ввести в оборот нечто инновационное, а не выпускать чехлы и переносные батареи с теми же литий-ионными компонентами.

С другой стороны, это бы потребовало долгих тестов и перестройки всего процесса производства аккумуляторов на работающей как часы фабрике. Поэтому крупным игрокам рынка мобильных устройств это совсем не на руку.

Литий-ионный против литий-полимерного: в чем разница?

Литий-ионные (литий-ионные) аккумуляторы исторически использовались в качестве элементов питания для смартфонов и многих других портативных устройств. Однако современные смартфоны теперь обычно оснащены литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые являются подходящей альтернативой широкому спектру бытовых электронных устройств. Это, конечно же, не стоит упускать из виду, учитывая редкую обкатку литий-ионного аккумулятора с проблемами перегрева.

Поскольку безопасность и долговечность аккумуляторов находятся в списке приоритетов некоторых клиентов, полезно знать плюсы и минусы этих двух аккумуляторных технологий.Вот все, что вам нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях.

Советы по аккумулятору: Лучший способ зарядить смартфон

Как работают литий-ионные батареи?

Надежный литий-ионный аккумулятор — старая рабочая лошадка в отрасли. Разработка этой технологии началась еще в 1912 году, но она не стала популярной до тех пор, пока не была принята Sony в 1991 году. С тех пор литий-ионные аккумуляторы питали широкий спектр гаджетов, от портативных фотоаппаратов до музыкальных плееров и т. Д. смартфоны.

Литий-ионный аккумулятор оказался настолько успешным, что отчасти связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда аккумуляторы становится труднее заряжать с течением времени) в отличие от предыдущей технологии аккумуляторов и сравнительно низкой стоимостью производство.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат. Химический состав этой батареи ограничивает ее в основном прямоугольной формой.Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается в течение циклов зарядки и даже разряжается, когда он не используется, что не идеально. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или в случае прокола, что приведет к «тепловому выходу из строя» и возгоранию. Хотя, подчеркну, это очень и очень редко. Электронные контроллеры часто используются для регулирования мощности заряда и разряда, чтобы предотвратить перегрев.

Хотите узнать больше? Вот руководство по мотоциклам с батарейным питанием от Green Authority

Как работают литий-полимерные батареи?

Литий-полимерный аккумулятор новее, чем литий-ионный.Он не появлялся на рынке до 1970-х годов и появился в смартфонах совсем недавно. Эта технология становится все более популярной в смартфонах, в которых используются технологии очень быстрой зарядки. Это связано с тем, что литий-полимерные батареи имеют тенденцию быть немного более прочными, чем литий-ионные, поэтому в литий-полимерной технологии

снова используются положительный и отрицательный электрод, но с сухим твердым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не жидкость. В результате полимерные батареи могут иметь более низкий профиль, гибкость и более прочную конструкцию.Кроме того, они имеют меньшую вероятность утечки электролитов, что приведет к тепловому уходу. Короче говоря, они намного безопаснее. Однако они не полностью защищены от проблем, возникающих в результате проколов, стресса или перегрева.

Основным недостатком этой технологии является заметно более высокая стоимость производства, что означает более дорогие гаджеты и смартфоны по сравнению с Li-ion. Жизненный цикл литий-полимерных батарей также короче, и батареи накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера.Это не так идеально, если вы хотите, чтобы ваш продукт прослужил очень долго. В этих элементах также по-прежнему используются схемы защиты для поддержания рабочего напряжения в безопасных пределах.

Следующее: 6 распространенных мифов о батареях, которым вы, вероятно, поверите

Литий-ионный и литий-полимерный: основные отличия

У обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы. Вообще говоря, литий-ионные батареи предлагают самую высокую емкость по самым низким ценам. Удобно, если вам нужен недорогой телефон, который работает без подзарядки больше одного дня.Недостатки литий-ионных аккумуляторов — это постепенный саморазряд, не то чтобы это слишком важно для телефонов, которые всегда включены, и крошечный, но не нулевой потенциал для проблем безопасности.

Li-poly по сравнению с ним немного безопаснее, что особенно важно в наши дни сверхбыстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не разряжаются, когда вы их не используете. Однако это связано с более высокой ценой, меньшим сроком службы и меньшей плотностью емкости.Тем не менее, легкий вес литий-полимерных батарей дает в целом лучшую удельную энергию на килограмм.

В целом, литий-полимерный постепенно вытесняет литий-ионный в индустрии смартфонов благодаря своей превосходной безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам в устройствах высокого и среднего уровня. Хотя более доступные конструкции и телефоны с очень большой емкостью ячеек, скорее всего, еще какое-то время будут использовать технологию литий-ионных аккумуляторов.

телефонов Android с лучшей батареей | Лучшие телефоны Android со съемным аккумулятором

Другие часто задаваемые вопросы

Q: Безопасны ли литий-ионные батареи?
A: Да.Сбои в работе и повреждения случаются очень редко, поэтому использование литий-ионных аккумуляторов очень безопасно. Особенно, если не допускать сильного нагрева и повреждения корпуса аккумулятора.

Q: Безопасны ли литий-полимерные батареи?
A: Да. Литий-полимерный даже безопаснее, чем литий-ионный, так как меньше риск утечки электролитического компонента.

Q: Можно ли утилизировать литий-ионные аккумуляторы?
A: Да. Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литий-ионные аккумуляторы.Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров по переработке и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

Q: Можно ли переработать литий-полимерные батареи?
A: Да. Вам следует утилизировать, а не выбрасывать литиево-полимерные батареи. Эти батареи часто можно утилизировать в большинстве местных центров по переработке и некоторых магазинах, таких как The Home Depot и Lowe’s.

Литий-ионные полимерные батареи

| Сборки аккумуляторных батарей

Custom Power производит высококачественные, высокопроизводительные пользовательские литий-ионные (литий-ионные) и литий-полимерные аккумуляторные блоки и узлы.Используя передовые механические и электронные средства проектирования, наша группа экспертов по разработке аккумуляторов оптимизирует ваши аккумуляторные блоки для повышения технологичности, безопасности и надежности, предоставляя вам наиболее надежные и экономичные индивидуальные литий-ионные аккумуляторы для ваших нужд.

Запросите расценки на изготовление на заказ литий-ионных / полимерных аккумуляторов и комплектов аккумуляторных батарей, необходимых для вашего приложения. Или свяжитесь с Custom Power, чтобы обсудить технические характеристики вашего аккумуляторного блока.

Просмотрите технические характеристики отдельных литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов по индивидуальному заказу.

Индивидуальные литий-ионные аккумуляторные батареи (литий-ионные аккумуляторы)

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторные батареи

представляют собой усовершенствованный химический состав, который обеспечивает повышенную производительность по сравнению с химическими элементами на основе никеля или свинца по более высокой цене. Литий-ионные и литий-полимерные батареи могут иметь удельную энергию в два раза больше, чем NiCd (никель-кадмиевые) батареи, иметь относительно низкую скорость саморазряда и выдерживать высокие токи разряда.

Литиевая аккумуляторная батарея Химия

Пользовательские литиевые аккумуляторные батареи доступны в нескольких химическом составе:

Оксид лития-кобальта обеспечивает наибольшую плотность энергии
Литий-марганец обеспечивает большую безопасность при более низкой плотности энергии, чем оксид лития-кобальта
Литий-фосфат железа обеспечивает высокую скорость разряда, а также длительный цикл и календарный срок службы
Смешанные катоды могут использоваться для оптимизации конкретных рабочих характеристик литиевых аккумуляторов.

Технические характеристики

Напряжение элемента: 3.2 — 3,7 В (номинал)
Емкость: от 500 мАч до 5000 мАч
Объем энергии: от 270 Втч / л до 324 Втч / л
Энергия по весу: от 105 Втч / кг до 130 Втч / кг
Срок службы: 300 — 1000 циклов
Скорость саморазряда: прибл. 10% в месяц
Диапазон рабочих температур: от -20 ° C до 60 ° C
Предпочтительный метод заряда: постоянное напряжение / постоянный ток
Размер: переменный
Область применения: военная, промышленная, медицинская, бытовая электроника

Примечание: Из-за присущей литию летучести и высокой плотности энергии литий-ионных аккумуляторов для всех пользовательских литий-ионных аккумуляторных батарей и элементов требуется специальная схема управления для управления верхним и нижним порогами напряжения, а также для регулирования рабочих токов и температур во время зарядки и разрядки. .

Характеристики заряда / разряда

Как правило, цепи заряда литий-ионных аккумуляторов имеют двухступенчатую конструкцию постоянного тока / постоянного напряжения. Полностью разряженные элементы принимают заряды постоянным током со скоростью 1С (1x номинальная емкость) до достижения заданного напряжения от 3,6 до 4,2 В (в зависимости от химического состава), процесс, который занимает примерно один час. Затем зарядные устройства аккумуляторов переключаются на постоянное напряжение, при этом ток снижается до тех пор, пока аккумуляторы не будут полностью заряжены — примерно еще два часа.Весь процесс зарядки довольно быстрый, около трех часов. Литий-ионные аккумуляторы можно снимать с зарядки до того, как они полностью зарядятся, без побочных эффектов. Однако литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать непрерывным током, так как они не переносят условий перезаряда.

Характеристики разряда для типичного литий-ионного аккумулятора 18650	Разряд Vs. Температурные характеристики типичного литий-ионного аккумулятора 18650
Характеристики высокоскоростного разряда для типичного литий-ионного аккумулятора 18650	Напряжение Vs.Характеристики разряда по току для типичного литий-ионного аккумулятора 18650

Литий-полимерные аккумуляторные батареи на заказ

Литий-ионно-полимерные батареи отличаются от литий-ионных только конструкцией — это не уникальная химия. Литий-полимер может быть создан в широком спектре химических соединений, наиболее широко используемым из которых является литий-кобальт. Разница в конструкции по сравнению с обычными литий-ионными элементами обеспечивает более низкую стоимость, более безопасную работу и гибкие варианты упаковки; Эти нестандартные литиевые аккумуляторные батареи могут быть такими же тонкими, как кредитная карта.Эти факторы делают пользовательские литий-полимерные аккумуляторные блоки и аккумуляторные батареи все более популярным выбором для широкого спектра приложений.

Напряжение элемента: 3,2 — 3,7 В (номинальное)
Емкость: от 500 мАч до 3000 мАч
Объем энергии: 250 Втч / л
Энергия по весу: 120 Втч / кг
Срок службы: 500+ циклов
Скорость саморазряда: прибл. N / A
Диапазон рабочих температур: от -20 ° C до 60 ° C
Предпочтительный метод заряда: постоянное напряжение / постоянный ток
Применения: аудиовизуальное оборудование, сотовые телефоны, автоматизация делопроизводства, ноутбуки, КПК, карманные устройства

Свяжитесь с нами, чтобы узнать о пользовательских блоках литиевых батарей

Мы являемся экспертами по изготовлению литий-ионных / полимерных аккумуляторов и комплектов аккумуляторных батарей.Запросите предложение сегодня или свяжитесь с Custom Power, чтобы обсудить ваши индивидуальные требования.

Что такое литий-полимерный аккумулятор »Электроника

Термин «литий-полимерный» применяется ко многим ионно-литиевым батареям, поэтому в чем разница и их характеристики лучше — литий-ионный или литиево-полимерный

Литий-ионная батарея Включает:
Литий-ионная технология Типы литий-ионных аккумуляторов Литий-полимерный аккумулятор Литий-ионная зарядка Литий-ионные преимущества и недостатки

Аккумуляторная технология включает: Обзор аккумуляторной технологии Определения и термины батареи NiCad NiMH Литий-ионный Свинцово-кислотные

Термин «литий-полимерный аккумулятор» используется в маркетинговых материалах и описаниях продуктов для различных литий-ионных аккумуляторов.

Некоторые аккумуляторы Power Bank описываются как литий-полимерные, и есть различия между более традиционными литий-ионными и более нишевыми литий-полимерными батареями.

Часто необходимо сравнить характеристики литий-ионного и литиевого полимера и уравновесить преимущества и недостатки каждого типа. Это может быть для новой конструкции оборудования или даже при покупке нового блока питания.

Если есть отличия в технологии, то какие у литий-ионных аккумуляторов, а также в чем отличия в производительности.

Рекламируется, что многие блоки питания используют литий-полимерную технологию

Что такое литий-полимерная технология

Есть много терминов, которые используются при рассмотрении литий-полимерных и даже литий-ионных аккумуляторов. В отраслевой литературе часто упоминаются цилиндрические и призматические элементы, использующие традиционную литий-ионную технологию, и литий-полимерные, литий-полимерные или даже карманные батареи для литий-полимерной технологии.

С точки зрения базовой технологии, литий-полимерный аккумулятор отличается от других форм литий-ионного аккумулятора с точки зрения электролита, который он использует, в данном случае он представляет собой форму полимера.

В современных литий-полимерных электролитах используется гель, что обеспечивает хорошую проводимость при комнатной температуре. Также в большинстве этих батарей используется микропористый сепаратор.

Микропористый сепаратор необходим для литий-полимерной батареи вместо более обычного пористого сепаратора, используемого в стандартных типах.

Литий-полимерный подход может использоваться с большинством технологий литий-ионных аккумуляторов: литий-кобальт, литий-фосфат, литий-марганцевый и т. Д., И в этом отношении литий-полимерная технология не рассматривается как отдельная технология аккумуляторов, а является усовершенствованием типов аккумуляторов. литий-ионный аккумулятор уже доступен.

В этом случае используются те же материалы анода и катода, единственная разница заключается в электролите и сепараторе, хотя обычно используется одинаковое количество электролита.

Характеристики заряда и разряда литий-полимерных элементов идентичны характеристикам стандартных типов, поэтому можно использовать обычные механизмы зарядки. Часто для таких элементов, как блоки питания и т. Д., Используются источники питания USB, но внутреннее оборудование электроники зарядки контролирует процесс — обычно можно использовать ту же схему.

Для литий-полимерных батарей и элементов используются различные подходы к производству. В традиционных литий-ионных батареях в основном используются цилиндрические элементы или коробчатая конфигурация, известная как «призматические» элементы.

Литий-полимерные элементы

используют пакет из фольги в формате, который был описан как похожий на упаковки жевательной резинки. Их можно сделать намного тоньше, чем более традиционные. Это очень привлекательно для многих производителей, которые всегда стремятся иметь более тонкое оборудование; ноутбуки, телефоны и т. д.

В литий-полимерных батареях используется корпус из фольги и ламинированные листы внутри батареи. Это позволяет сделать батареи намного легче — на самом деле часто экономия веса составляет около 20% и более.

Конструкционные технологии, используемые для литий-полимерных батарей, также позволяют изготавливать их самых разных форм, и это очень привлекательно для производителей мобильных телефонов и ноутбуков, которым могут потребоваться батареи нестандартной формы, чтобы поместиться в их очень плотно упакованное оборудование.

Литий-ионный и литий-полимерный

При выборе литий-ионного аккумулятора может быть опция стандартного литий-ионного аккумулятора или ионно-литиевого аккумулятора. Для большинства домашних или личных приложений это может относиться к блокам питания, в которых тип батареи указан в спецификации, и можно задаться вопросом, какой вариант будет лучше всего.

Для производителей оборудования, такого как ноутбуки, мобильные телефоны и другое подобное оборудование, есть много моментов, которые следует учитывать при выборе между традиционными литий-ионными и литий-полимерными.

Сравнение литий-ионных и литий-полимерных батарей

Литий-полимерный аккумулятор

Может быть выполнен с очень тонким контуром.
Могут быть выполнены в различных формах и очертаниях.
Малый вес
Более высокая плотность энергии для данного веса (Вт · ч / кг)
Стоимость изготовления сейчас снижается.
Имеются гибкие батареи.
Немного выше максимальная температура использования.

Традиционный литий-ионный аккумулятор

Более высокая плотность энергии для данного объема (WH / л)
Более широко доступны.
Цилиндрическая версия предлагает самую низкую стоимость ватт-часа.

В некоторых отношениях различия могут быть относительно незначительными и могут не иметь значения для некоторых пользователей, но при сравнении литий-полимерных и литий-ионных батарей различия могут быть важными.

Литий-полимерные батареи

обладают некоторыми преимуществами по сравнению с более традиционными технологиями литий-ионных батарей.В большинстве случаев полимерная версия батареи дает небольшое улучшение производительности, но и стоимость немного выше.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Литий-полимерные (Li-Poly) аккумуляторные батареи

Литий-полимерный элемент отличается от обычных аккумуляторных систем типом используемого электролита. В оригинальной конструкции 1970-х годов используется сухой твердый полимерный электролит. Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но допускает ионный обмен (ионы — это электрически заряженные атомы или группы атомов). Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Конструкция из сухого полимера предлагает упрощения в отношении изготовления, прочности, безопасности и геометрии тонкого профиля. При толщине ячеек всего один миллиметр (0,039 дюйма) конструкторы оборудования предоставлены самому себе в плане формы, формы и размера.

К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость. Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить всплески тока, необходимые для питания современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования.Нагревание ячейки до 60 ° C (140 ° F) и выше увеличивает проводимость, что не подходит для портативных приложений.

Для компромисса было добавлено немного гелеобразного электролита. В коммерческих элементах используется мембрана сепаратор / электролит, изготовленная из того же традиционного пористого полиэтилена или полипропиленового сепаратора, заполненного полимером, который загустевает при заполнении жидким электролитом. Таким образом, коммерческие литий-ионные полимерные элементы очень похожи по химическому составу и материалам на их аналоги с жидким электролитом.

Литий-ионный полимер не прижился так быстро, как ожидали некоторые аналитики. Его превосходство над другими системами и низкие производственные затраты не были реализованы. Никаких улучшений в увеличении емкости не достигается — фактически, емкость немного меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. Литий-ионный полимер находит свою рыночную нишу в тонких пластинах, таких как батареи для кредитных карт и другие подобные приложения.

Литий-полимерные преимущества

Очень низкий профиль — можно использовать батареи, напоминающие профиль кредитной карты.
Гибкий форм-фактор — производители не ограничиваются стандартными форматами ячеек. При большом объеме можно экономично произвести любой разумный размер.
Легкие гелеобразные электролиты позволяют упростить упаковку за счет отсутствия металлической оболочки.
Повышенная безопасность — более устойчива к перезарядке; меньше шансов на утечку электролита.

Ограничения технологии литий-полимерных батарей

Более низкая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионными.
Дорого в производстве.
Типоразмеров нет. Большинство элементов производится для массовых потребительских рынков.
Более высокое соотношение затрат и энергии, чем у литий-ионных.

Ограничения на содержание лития для авиаперелетов

Путешественники, путешествующие по воздуху, задаются вопросом: «Сколько лития в батарее я могу допустить. взять на борт? » Мы различаем два типа аккумуляторов: литий-металлические и литий-ионные.

Большинство литий-металлических батарей не подлежат перезарядке и используются в пленочных фотоаппаратах.Литий-ионные аккумуляторы служат для питания ноутбуков, сотовых телефонов и видеокамер. Оба типа батарей, включая запасные, разрешены в ручной клади, но не могут превышать следующего содержания лития:

2 грамма для литий-металлических или литиевых батарей
8 граммов для литий-ионных батарей
Литий-ионные батареи превышают 8 граммов, но не более 25 граммов могут перевозиться в ручной клади, если они имеют индивидуальную защиту от короткого замыкания и ограничены двумя запасными батареями на человека.

Как узнать содержание лития в литий-ионной батарее?

С теоретической точки зрения в типичной литий-ионной батарее нет металлического лития. Однако необходимо учитывать эквивалентное содержание лития. Для литий-ионного элемента это рассчитывается как 0,3 номинальной емкости (в ампер-часах).

Пример: литий-ионный аккумулятор емкостью 2 Ач 18650 содержит 0,6 грамма лития. На типичном аккумуляторе 60 Вт · ч для ноутбука с 8 ячейками (4 последовательно и 2 параллельно) это в сумме дает 4.8г. Максимальный аккумулятор, который вы можете взять с собой, составляет 96 Втч, чтобы не превышать 8-граммовый предел ООН. Этот пакет может включать ячейки 2,2 Ач в структуре из 12 ячеек (4s3p). Если бы вместо этого использовалась ячейка 2,4 Ач, необходимо было бы ограничить батарею 9 ячейками (3s3p).

Ограничения на отгрузку литий-ионных аккумуляторов

Любой, кто отправляет литий-ионные аккумуляторы оптом, несет ответственность за соблюдение правил перевозки. Это касается внутренних и международных перевозок по суше, морю и воздуху.

Литий-ионные элементы, эквивалентное содержание лития которых превышает 1.5 или 8 граммов на аккумуляторную батарею должны отправляться как «прочие опасные материалы класса 9». Емкость элементов и количество элементов в упаковке определяют содержание лития.

Исключение составляют упаковки, содержащие менее 8 граммов лития. Однако, если посылка содержит более 24 литиевых элементов или 12 литий-ионных аккумуляторных батарей, потребуются специальная маркировка и отгрузочные документы. На каждой упаковке должно быть указано, что она содержит литиевые батареи.

Все литий-ионные батареи должны быть испытаны в соответствии со спецификациями, указанными в UN 3090, независимо от содержания лития (Руководство ООН по испытаниям и критериям, часть III, подраздел 38.3). Эта мера предосторожности защищает от транспортировки неисправных батарей.

Элементы и батареи должны быть отделены друг от друга во избежание короткого замыкания и упакованы в прочные коробки.

Литий-полимерные и литий-ионные батареи: в чем разница?

Если у вас есть какая-либо штуковина — ноутбук, планшет, устройство для чтения электронных книг, мобильный телефон, MP3-плеер, аккумуляторная отвертка или дрель и т. Д. — то вы постоянно используете литий-ионные батареи.

Литий-ионные батареи, часто сокращенно литий-ионные, в наши дни чрезвычайно распространены.

А как насчет так называемых литий-полимерных аккумуляторов, также называемых LiPo или Li-poly аккумуляторами? Они действительно лучше?

Если вы верите маркетологам, то да. Но, как оказалось, вас обманули, как и меня!

Сначала немного о литий-ионных аккумуляторах.

Короче говоря, они классные.

Обычно они поставляются в жестком пластиковом футляре. Например, если у вас стандартный ноутбук, аккумуляторная батарея представляет собой большую пластиковую вещь прямоугольной формы.Внутри несколько ячеек — подумайте о батарее АА, хотя размер вашего типичного литий-ионного элемента немного больше.

Литий-ионный аккумулятор 3,7 В, 2600 мАч

Литий-ионные элементы

имеют номинальное напряжение 3,7 В. Вы можете посмотреть на батарею своего ноутбука и увидеть, что она обеспечивает 11,1 В. Затем вы могли заметить, что 3,7 х 3 = 11,1. Таким образом, аккумулятор вашего ноутбука представляет собой 3-элементный аккумулятор. У других аккумуляторов ноутбуков разное количество ячеек, но все они работают одинаково.

Типичный аккумулятор ноутбука, содержащий несколько литий-ионных элементов

Короче говоря, жесткий пластиковый корпус содержит несколько литий-ионных элементов и, как правило, некоторую электронику для контроля температуры и зарядки.

Литий-ионные аккумуляторы

необходимо заряжать осторожно, иначе они взорвутся и сделают другие забавные вещи. Вот почему все литий-ионные аккумуляторы имеют специальные зарядные устройства или встроенную электронику, регулирующую заряд.

Сначала аккумуляторы питаются постоянным током при постепенно увеличивающемся напряжении. Когда достигается предел напряжения на элемент, зарядное устройство переключается на постоянное напряжение (11,1 В в примере нашей 3-элементной батареи для ноутбука), но с постепенно уменьшающимся током.Та-да! Ваш аккумулятор заряжен.

Полезный совет: Литий-ионные батареи не любят минусовых температур. Например, если у вас есть аккумуляторная отвертка, не заряжайте аккумулятор зимой в гараже. Несите зарядное устройство и аккумулятор в дом и заряжайте там, где теплее. Большинство зарядных устройств вообще не заряжают аккумулятор, если температура слишком низкая (5 ° C / 41 ° F или ниже). Другие зарядные устройства будут заряжать аккумулятор, но они будут использовать «низкотемпературный режим зарядки», который менее эффективен и не так хорош для аккумулятора.

Makita DC18RC 18V литий-ионное быстрое зарядное устройство

Хорошо, а как насчет литий-полимерных аккумуляторов?

Вот где становится интересно. Оказывается, то, что отделы маркетинга называют «литий-полимерными батареями», на самом деле являются «литий-ионными полимерными батареями».

Что, черт возьми, это значит?

Короче говоря, это означает, что так называемые «литий-полимерные» батареи почти полностью идентичны литий-ионным батареям, но вместо этого они заключены в гибкий полимерный корпус.По сути, это просто переупакованный литий-ионный аккумулятор. По данным batteryuniversity.com, есть еще одно отличие:

С точки зрения пользователя, литиевый полимер по существу аналогичен литий-ионному .
Литий-полимерный материал
уникален тем, что микропористый электролит заменяет традиционный пористый сепаратор. Литий-полимерный предлагает немного более высокую удельную энергию и может быть тоньше обычного литий-ионного, но стоимость производства выше на 10–30 процентов .

Существует такая вещь, как настоящая литий-полимерная батарея , в которой в качестве электролита в батарее используется полимер вместо других стандартных жидких электролитов. Этот настоящий литий-полимерный аккумулятор все еще находится в стадии эксперимента. По данным BatteryUniversity.com, настоящая литий-полимерная «пластиковая батарея» так и не стала популярной из-за проблем с производительностью при комнатной температуре.

«LiPo» аккумулятор. Обратите внимание на гибкий кожух и 3.7V рейтинг

Теперь вы можете увеличить время автономной работы своего модного ноутбука с его «модным» не литий-полимерным аккумулятором, но это в первую очередь из-за плоского гибкого формата, который позволяет производителю вставлять в устройство больше аккумуляторных ячеек.

Вот и все. Если вы удалите относительно объемный пластиковый корпус со стандартными литий-ионными элементами внутри и вместо этого поместите плоские гибкие литий-ионные полимерные элементы в такое же пространство, вы получите больше энергии для игры в том же объеме — но базовый Сама технология аккумуляторов такая же: литий-ионная.Это то, что в наши дни называют «литий-полимерным».

Итак, если у вас когда-либо будет два варианта покупки гизмо, причем у одного есть литий-ионная батарея, а у другого литий-полимерная, не волнуйтесь: что касается вас, это все одно и то же, но в другой упаковке.

Литий-полимерный аккумулятор

от китайского производителя

Ежедневная задача по созданию чего-то нового увлекательна. От нас ожидают большего, чем от других производителей аккумуляторов. Я думаю, мы создаем будущее.Инновационные системы аккумулирования энергии LiPol Battery делают электроэнергию доступной везде и всегда. Наши ученые разрабатывают литий-полимерные батареи с постоянно увеличивающейся плотностью энергии. Батарейные элементы LiPo в сочетании с интеллектом и окружены корпусом обеспечивают решения из таких секторов, как медицина, связь и робототехника.
Все эти области делают его невероятно захватывающим. Сначала у покупателя нет подробного представления о том, какие функции должен иметь аккумулятор. Заявка клиента обычно не дорабатывается, и происходят изменения.Хочу сказать, что наша сила — гибкость. Многие люди не понимают, что липо-аккумулятор содержит электронику. В наши дни это означает, что он должен уметь все. Ситуация такова, что приложение становится все меньше и меньше. 80% от общего размера приложения составляет батарея, и именно здесь люди видят важность батареи.
Компания
LiPol Battery Co., Ltd — производитель литий-полимерных батарей в Шэньчжэне, Китай, была основана в 2002 году. Обладая более чем 8-летним опытом работы в энергетической отрасли, наша команда понимает уникальные требования наших клиентов.От индивидуальной системы до товаров на складе — мы максимально эффективно выполним ваши требования. Мы производим литий-полимерные батареи и литий-ионные аккумуляторные батареи для электронных устройств клиентов, предоставляем полный спектр услуг от проектирования и производства аккумуляторов, а также включаем упаковку и отгрузку аккумуляторов. Батарея LiPol использовалась для GPS, электронных книг, ноутбуков, bluetooth, мобильных телефонов, цифровых фотоаппаратов, цифровых видеокамер и так далее. LiPol аккумулятор также может предоставлять услуги OEM и ODM для литий-полимерных аккумуляторов, узнайте больше…
в 2017 году, мы создали еще один веб-сайт о липо-батареях, которые больше подходят для мобильных устройств — LiPo Battery и LiPoly Battery. И литий-полимерные батареи

Технология гибких литиевых батарей

Все больше и больше продуктов становятся гибкими, и, как важный аксессуар, литиевая батарея также должна быть гибкой.Мы никогда не прекращаем совершенствовать технологию и производственный процесс нашей гибкой литиевой батареи от проектирования до массового производства. Узнать больше …

Аккумулятор для мобильного телефона и автомобильный аккумулятор

Текущий литий-ионный аккумулятор используется для двух полей. Один — электромобиль, другой — продукция 3С. Продукция 3С — это виды бытовой техники. Самая большая потребность в литий-ионных аккумуляторах — это мобильный телефон, который пользуется огромным спросом у людей. Узнать больше …

Что такое графеновая батарея?

Графен играет роль в улучшении рассеивания тепла в литиевом элементе, а не добавляет графен к положительным и отрицательным электродам литиевого элемента, поэтому графен в этой батарее не увеличивает скорость заряда и разряда, а также не может увеличивать плотность энергии, ни увеличить проводимость.Это литиевая батарея. Например, Huawei выпустила литиевую батарею с улучшенным тепловыделением. Слой графена обеспечивает отвод тепла. Узнать больше …

Аналитика рынка беспроводных наушников

Рынок беспроводных наушников быстро растет, когда компания Apple выпускает новые беспроводные наушники — AirPods. Тим Кук также сказал, что AirPods — это бестселлер, и он подорвал рынок. Все больше и больше ИТ-компаний, таких как HUAWEI, MI, Microsoft, Amazon, OPPO, Vivo, планируют выпустить новые продукты в 2019 году.В 2018 году объем продаж по всему миру составил 46 миллионов, а в 2020 году — 129 миллионов. Подробнее …

Медицинские устройства меньшего размера окажут подрывное влияние на методы управления здоровьем.

Медицинские устройства повсеместно встречаются в нашей жизни, но, как часть фармацевтической промышленности, ее рынок все еще относительно невелик, и он не так важен, как лекарства. В нем нет ни комплексного технологического прорыва, ни даже единой технологии. Направление, каждый прогресс — только врач обратит внимание.Но весь рост складывается вместе, но он окажет разрушительное влияние на индустрию здравоохранения, то есть каждый из нас управляет своим здоровьем. Узнать больше …

Литий-ионный полимерный аккумулятор для ходовой части носимых устройств

Крупные бренды по-прежнему доминируют в мире, особенно первая пусковая установка браслетов, Fitbit, и Jawbone также является отличным брендом в области браслетов. (Изогнутые литий-ионные полимерные батареи полностью используются на рынке браслетов).Функция браслета относительно однообразна, порог входа невысок, конкуренция на рынке жесткая, а спрос пользователей не так велик. Узнать больше …

Почему игрушки такие любимые?

Люди более терпимы к игрушкам, в то время как другой искусственный интеллект (ИИ) — нет. Например, в некоторых случаях невозможно управлять системой автопилота. Google Translate не может стать хорошим писателем. Диагностическая эффективность искусственного интеллекта намного ниже, чем в больницах.Умные игрушки — это отличная возможность для искусственного интеллекта получить раннее признание рынка. Нет конкуренции между умными игрушками и высокими технологиями. Узнать больше …

Силовые батареи для электромобилей

Литий-ионный аккумулятор — лидер среди аккумуляторных батарей для электромобилей. Критическое различие заключается в материалах катода, которые являются наиболее важной частью литий-ионной батареи. Катодные материалы вмещают более половины батареи, а стоимость также превышает 40%.Цена батареи зависит от материалов катода. Для аккумуляторных батарей существует множество различных материалов катода. LiCoO используется в большинстве литий-ионных аккумуляторов, но его использование сокращается из-за более высокой стоимости и безопасности. Узнать больше …

Новый MacBook от Apple получил максимальную емкость с липоаккумуляторами

Чтобы сократить время простоя, Apple использует каждый миллиметр пространства нового mabcook .. Они создают новую технологию аккумуляторов. Несколько террасных липо-аккумуляторных элементов в упаковке, подходящие для таможенного ящика.Есть дополнительные 35% емкости по сравнению с обычным пакетом. Используется все доступное пространство в новом MacBook с диагональю экрана 12 дюймов. Новые липо-аккумуляторы обеспечивают до 9 часов просмотра веб-страниц и 10 часов воспроизведения видео. Узнать больше …

iWatch использовал литий-полимерный аккумулятор LG с наконечником

Apple продлит время работы батареи iWatch, включая LG, Sumsung и Lisheng. Но LG предлагает лучшее решение для аккумуляторов — липоаккумулятор. Потому что LG обеспечивает большую емкость и особую форму.Этот тип литий-полимерной батареи может обеспечить максимальную емкость в ограниченном пространстве. Узнать больше …

Компания Apple улучшила литий-полимерный аккумулятор, чтобы продлить срок его службы

Это показывает, что Apple изменит дизайн липо-аккумуляторов для iPad, iPhone и MacBook, чтобы увеличить время автономной работы. Новый липо-аккумуляторный блок будет иметь липоэлементы другого размера. Компания Apple пытается расширить новую концепцию аккумуляторной батареи и подать заявку на патенты в соответствии с Законом США о торговых марках.Цель состоит в том, чтобы улучшить характеристики литий-полимерных аккумуляторных батарей во все большем количестве электронных продуктов, таких как iPhone, iPad и MacBook. Некоторые батареи включены параллельно, чтобы образовать батарейный блок. Узнать больше …

Литий-полимерный аккумулятор — конкурентоспособная отрасль

Литий-полимерный аккумулятор

используется во многих продуктах, таких как планшеты, ноутбуки и прочая ультратонкая электроника. Спрос на рынке растет. К концу 2012 года доля ультратонких ноутбуков вырастет до 40%.Но компания Apple приобрела более 40% хороших поставщиков литий-полимерных батарей. Другие компании DELL, Acer или Asus сейчас ищут новых поставщиков литий-полимерных батарей. Узнать больше …

Землетрясение в Японии подтолкнуло производство литий-полимерных батарей к Китаю

Япония занимает первое место в мире по производству литий-полимерных батарей, и ей принадлежит более 50% материалов для литий-полимерных батарей. В Японии существует полная отраслевая цепочка, от начала до конца материала, такая как аккумуляторная батарея и проектирование схем.Выучить больше…

Исследовательский центр Гленна НАСА и Fuentek лицензируют технологию для улучшения литий-полимерных батарей.

Для повышения производительности и безопасности литий-полимерной батареи исследовательский центр Гленна НАСА попросил Fuentek найти компании для получения лицензии на усовершенствованный сополимерный гелевый электролит. Эта технология электролита улучшит характеристики перезаряжаемой литий-полимерной батареи и будет более безопасной, чем существующие батареи, поскольку в ней нет летучих или легковоспламеняющихся компонентов.Узнать больше …

Sanyo рассчитывает на десятикратное увеличение емкости литий-ионных аккумуляторов

KASAI Japan и Sanyo Electric, которые производят литий-ионные аккумуляторы для гибридных автомобилей для Ford и Honda, нацелены на десятикратное увеличение производственных мощностей литий-ионных аккумуляторов за пять лет. Они также стремятся вдвое сократить производственные затраты за это время в своем стремлении стать лидер в производстве силовых агрегатов нового поколения для экологически чистых автомобилей. Узнать больше …

границ | Понимание проблемы выделения газов в литий-ионной батарее

Образование газа (а именно, объемное разбухание аккумулятора или выделение газа) — обычное явление ухудшения характеристик аккумулятора, которое, как правило, является результатом разложения электролита, происходящего в течение всего срока службы литий-ионных аккумуляторов, независимо от того, батарея в строю или нет.Условия неправильного использования, такие как перезарядка и перегрев, усугубляют выделение газа или даже приводят к катастрофическим авариям. При перезарядке выделение газа происходит в основном за счет электрохимического окисления растворителей электролита на катоде, когда ионы Li ⁺ из электролита восстанавливаются до металлического Li на аноде. При перегреве газовыделение происходит не только за счет окислительно-восстановительного разложения, но и за счет химического разложения растворителей электролита как на аноде, так и на катоде, помимо расширения паров летучих растворителей электролита.В этой статье рассматривается только газообразование, происходящее при нормальных условиях эксплуатации и хранения.

Если предположить, что литий-ионная батарея хорошо сформирована при производстве и правильно эксплуатируется в эксплуатации, образование газа можно отнести к химическому разложению и окислительно-восстановительному разложению растворителей электролита на аноде и катоде. При химическом разложении диалкилкарбонатных растворителей образуется эфир и CO ₂, как описано уравнением.1, который может иметь место как на аноде, так и на катоде. Образующийся CO ₂ может быть восстановлен до CO вместе с потреблением ионов Li ⁺, которые в конечном итоге образуются с катода либо в результате химического восстановления (уравнение 2), либо в результате электрохимического восстановления (уравнение 3) на катоде. анод.

CO2 + 2LiC6 → Li2O + C6 + CO (2) CO2 + 2Li ++ 2e → Li2O + CO (3)

Следовательно, CO ₂ и CO часто сосуществуют внутри батареи.В частности, химическое разложение увеличивается с температурой, а окислительно-восстановительное разложение увеличивается с уровнем заряда (SOC) батареи. Химическое разложение карбонатных растворителей катализируется анодом, катодом, проводящим углеродом и частицами примесей и длится весь срок службы литий-ионной батареи. Поскольку катализатор может быть эффективно дезактивирован очень небольшими количествами отравляющих веществ, добавки к электролиту оказываются очень эффективными в подавлении газообразования.

Что касается газообразования, вызванного окислительно-восстановительным разложением растворителей электролита на двух электродах, рисунок 1 показывает, что коэффициент набухания элемента графит / LiCoO ₂ остается почти постоянным, когда SOC ниже 80%, однако резко увеличивается по мере того, как SOC превышает 80% (Lee et al., 2003). Профили потенциальной емкости процесса зарядки показывают, что потенциал графитового анода очень плоский при ~ 0,25 В относительно Li / Li ⁺, тогда как потенциал катода LiCoO ₂ линейно увеличивается с увеличением SOC (Zhang et al. ., 2006). Это наблюдение предполагает, что выделение газов ниже 80% SOC может быть связано с уменьшением количества растворителей электролита на аноде, а увеличение выделения газов выше 80% с окислением растворителей электролита на катоде. Относительное окислительно-восстановительное образование газа тесно связано с материалами анода и катода, которые обсуждаются ниже.

Рис. 1. Тенденция коэффициента набухания с SOC для графита / LiCoO ₂ призматических ячеек, хранящихся при 90 ° C в течение 4 часов .По данным Lee et al. (2003).

на аноде

В газах от графитового анода преобладают восстановительные газы, такие как H ₂, CO, олефины и алканы. Слабоокислительный СО ₂ обычно является продуктом каталитического разложения карбонатных растворителей. На восстановление растворителей электролита в значительной степени влияет граница раздела твердого электролита (SEI) на поверхности графита, которая образуется в результате электрохимического восстановления растворителей или добавок электролита при более высоких потенциалах, чем при интеркалировании ионов Li ⁺ в графит. .Газы, образующиеся при образовании SEI, были дегазированы перед герметизацией батареи. Дальнейшее газообразование сопровождается ростом SEI из-за паразитного восстановления растворителя или выхода из строя предварительно сформированного SEI. Следовательно, формирование надежного SEI является ключом к подавлению газообразования на аноде на основе графита. Особо важно отметить, что выделение газа из анода Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ (LTO) происходит из-за внутренней окислительно-восстановительной реакции между LTO и карбонатными растворителями на границе LTO – электролит (He et al. ., 2012). В результате окислительно-восстановительной реакции, с одной стороны, образуются H ₂, CO и CO ₂, а с другой стороны, кристаллическая структура поверхности LTO преобразуется из плоскости (111) в плоскость (222), что приводит к образованию новый TiO _{2 фаза}. Покрытие поверхности наноразмерными частицами углерода очень эффективно подавляет межфазную реакцию и возникающее в результате образование газа на аноде LTO.

на катоде

В газах от катода преобладает умеренно окислительный CO ₂, который может образовываться как в результате окислительного, так и химического разложения растворителей электролита.Литированные оксиды переходных металлов имеют очень сильную щелочность. Даже при кратковременном контакте с воздухом они быстро поглощают CO ₂ и H ₂ O с образованием Li ₂ CO ₃ и LiOH, что приводит к удалению ионов Li ⁺ с поверхности катодных частиц. , что изменяет не только химический состав, но и решеточную структуру поверхности катодной частицы. Карбонаты щелочных металлов (M ₂ CO ₃, M = K, Na и Li) являются известным катализатором для прямого синтеза диалкилкарбонатов из CO ₂ и спирта (Yang et al., 2013). По тому же принципу Li ₂ CO ₃ на поверхности катодных частиц может катализировать и участвовать в химическом разложении диалкилкарбонатных растворителей с образованием CO ₂, как показано уравнением. 4. Кроме того, Li ₂ CO ₃ может реагировать с LiPF ₆ из электролита с образованием CO ₂, как описано уравнением. 5.

Li2CO3 + LiPF6 → 2LiF + LiPOF4 + CO2 (5)

В качестве доказательства вышеуказанных реакций показано, что простое удаление Li ₂ CO ₃ с поверхности LiNi _0.83 Co _0,15 Al _0,02 O ₂ частиц катода путем промывки водой может значительно снизить газообразование катода (Kim et al., 2006). Чтобы уменьшить газообразование, вызванное Li ₂ CO ₃, следует максимально избегать воздействия воздуха при хранении катодных материалов, а также в процессах нанесения покрытия и сушки катодных листов.

Другая природа катодных материалов — это растворение ионов переходных металлов в растворе электролита (далее для простоты именуемое «растворение металла») с циклическим переключением и хранением литий-ионных аккумуляторов, которое раньше относили к HF- ассистированное диспропорционирование ионов Mn ³⁺ для шпинели LiMn ₂ O ₄ катод.В дополнение к тем, которые остаются в растворе электролита, растворенные ионы металлов также включаются в SEI двух электродов путем объединения с молекулярными фрагментами разложения растворителя на электродах (как катоде, так и аноде) или восстанавливаются до металла на электродах. анод, что приводит к увеличению сопротивления SEI (Xu, 2014). Интересно отметить, что растворение металла сильно зависит от SOC, показывая резкое увеличение по мере приближения SOC к концу зарядки (Terada et al., 2001; Pieczonka et al., 2013). Это открытие показывает, что растворение металла также связано с прямым окислительно-восстановительным процессом между катодным материалом, лишенным лития (например, MnO ₂ для LiMn ₂ O ₄) и растворителями электролита. Сравнение предыдущих результатов (Terada et al., 2001; Lee et al., 2003) указывает на превосходную корреляцию между диаграммой SOC набухания и диаграммой SOC растворения металла, предполагая, что растворение металла должно сопровождаться газом. поколение.Следовательно, стратегии подавления растворения металла также применимы для уменьшения образования газа. Наиболее эффективным подавлением было бы покрытие катода более стабильными соединениями, такими как оксид металла, галогенид, фосфат и предпочтительно твердый электролит (Li et al., 2013). Другим преимуществом поверхностного покрытия является снижение основности поверхности катодных частиц, что способствует снижению абсорбции CO ₂ катодом и повышению химической стабильности связующего PVdF, которое в противном случае подвергается дегидрофторированию в сильнощелочных средах (Диас и Маккарти. , 1985).Помимо выделения газа, вызванного примесью Li ₂ CO ₃ и растворением металла, каждый тип катодных материалов влияет на образование газа своими особыми способами, которые обсуждаются соответственно ниже.

Материалы слоистого катода

Газовыделение слоистых катодных материалов в основном связано с выделением O ₂ и растворением металла. Слоистые катодные материалы, такие как LiCoO ₂, никель-кобальт-алюминий (NCA), никель-марганец-кобальт (NMC) и семейство твердых растворов оксидов переходных металлов с высоким содержанием лития с общей формулой x Li ₂ MnO ₃ ^. (1 — x ) LiMO ₂ (M = Co, Mn, Ni), не имеют явного повышения потенциала, которое можно использовать для определения полностью заряженного состояния (т. Е. Окончания зарядки) зарядным устройством. В процессе обслуживания сопротивление батареи постепенно увеличивается из-за роста SEI на аноде и катоде, который тем временем потребляет ионы Li ⁺ с катода. В результате отношение емкости катода к аноду уменьшается, так что катод можно легко перезарядить, если протокол зарядки не настроен в соответствии с состоянием батареи в реальном времени.Избыточный заряд приводит к образованию O ₂, во время которого промежуточный анион-радикал кислорода может нуклеофильно атаковать диалкилкарбонатные растворители с образованием CO ₂ и других нерастворимых продуктов, как это произошло в литий-воздушных батареях (Freunberger et al., 2011 ), причем нерастворимые продукты вносят дополнительный вклад в рост резистивного SEI на катоде. Развитие O ₂ приводит к чистым потерям Li ₂ O и, следовательно, изменяет структуру решетки катодных материалов, как описано уравнением.6:

LixMO2−4δe− → Lix − 4δMO2−2δ + 4δLi ++ δO2 (6)

Поскольку «4δLi ⁺ + δO ₂» в части произведения уравнения. 6 эквивалентно «2δLi ₂ O — 4δe ^—», чистым результатом эволюции O ₂ является потеря Li ₂ O. Вместе с эволюцией O ₂ высвободившийся Li Ионы ⁺ включаются в SEI катода, что приводит к росту SEI катода и способствует необратимой перезарядке.Следовательно, выделение O ₂, вызванное перезарядкой, является источником не только газообразования, но и роста SEI на катоде. В частности, зарядные потенциалы Li-rich x Li ₂ MnO ₃ ^. (1 — x ) LiMO ₂ (M = Co, Mn, Ni) твердые растворы имеют напряжение более 4,6 В по сравнению с Li / Li ⁺. Даже в диапазоне нормального рабочего потенциала (2,0–4,6 В) эволюция O ₂ неизбежна, что приводит к необратимому структурному преобразованию решетки катодных материалов (Armstrong et al., 2006; Гу и др., 2013). Выделение O ₂ и возникающие в результате реакции с карбонатными растворителями и даже с проводящим углеродным агентом (т.е. окисление в последнем случае) были признаны основной причиной газообразования и снижения емкости катода с высоким содержанием лития. материалы. Следовательно, своевременная корректировка протокола зарядки, чтобы строго избежать перезарядки и структурной стабилизации за счет легирования более стабильными ионами металлов, такими как Al ³⁺, была бы очень эффективной для подавления газообразования из слоистых катодных материалов.

Материалы катодных шпинелей

В выделении газа из шпинельных катодных материалов, таких как 4 В Li ₂ Mn ₂ O ₄ и 4,7 В LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄, преобладает окисление растворителей электролита. . Конечными продуктами окисления карбонатных растворителей являются CO ₂ и H ₂ O, а органические кислоты (H ⁺) являются возможным промежуточным продуктом окисления растворителя (Armstrong et al., 2005). Следовательно, окисление весьма вероятно инициирует другие проблемы, такие как гидролиз соли LiPF ₆ и образование H ₂, когда промежуточное соединение H ₂ O и органическая кислота диффундируют на анод и восстанавливаются там. Электрохимическое окисление происходит только в процессе зарядки, тогда как химическое окисление длится весь срок службы и часто сопровождается растворением металла. Покрытие поверхности более прочными составами, такими как AlPO ₄, AlF ₃, Al ₂ O ₃, ZnO, Bi ₂ O ₃ (Liu and Manthiram, 2009) и твердый электролит (Li и другие., 2013) показывает высокую эффективность в подавлении растворения металла, эта стратегия, безусловно, применима к снижению газообразования. Бис (оксалато) борат лития (LiBOB) очень эффективен в подавлении растворения металлов, однако он окисляется с образованием CO ₂ при высоких потенциалах. Некоторые добавки к электролиту, такие как фторированные карбонаты (Zhang et al., 2013) и фосфаты (Cresce and Xu, 2011), обладают способностью образовывать устойчивый SEI на поверхности катода в результате химической реакции и, следовательно, могут предложить альтернативный подход для Поверхностное покрытие in situ для защиты 4.7 В LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ катод от прямого контакта с жидким электролитом. Вышеупомянутые подходы также применимы к другим высоковольтным катодным материалам, таким как слоистые оксиды с высоким содержанием лития и LiCoPO ₄. Для LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ катод, Li _x Ni _1- _x O примесь также ответственна за образование газа, потому что выше 4,5 В по сравнению с Li / Li ⁺ выделяется с образованием O ₂, во время которого промежуточный анион-радикал кислорода взаимодействует с карбонатными растворителями с образованием CO ₂.Комбинация поверхностного покрытия с использованием добавки электролита и очищающего катодного материала, вероятно, приводит к синергетическому эффекту для подавления газовыделения высоковольтного катода LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ катода.

Таким образом, образование газа в литий-ионных батареях включает в себя множество сложных реакций, связанных с химическим и окислительно-восстановительным разложением растворителей электролита. Химическое разложение катализируется активными электродными материалами, проводящим углеродом и примесью Li ₂ CO ₃.Окислительно-восстановительное разложение может быть электрохимическим или / или химическим процессом, в котором первый происходит только в процессе зарядки, тогда как второй длится весь срок службы батареи и часто сопровождается растворением металла. Растворенные ионы металлов участвуют в постепенном образовании SEI на катоде и аноде, что приводит к росту резистивного SEI и отрицательно сказывается на характеристиках литий-ионных аккумуляторов. Учитывая, что все материалы имеют высокую чистоту и строго высушены, комбинация поверхностного покрытия и электролитной добавки может предложить наиболее эффективное решение проблемы газовыделения литий-ионных аккумуляторов.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Автор благодарит доктора К. Лундгрена за критическое прочтение рукописи и ценные советы.

Список литературы

Армстронг, А. Р., Хольцапфель, М., Новак, П., Джонсон, К. С., Канг, С. Х., Теккерей, М. М. и др. (2006). Демонстрация потери кислорода и связанной с этим структурной реорганизации в катоде литиевой батареи Li [Ni _0,2 Li _0,2 Mn _0,6] O ₂. J. Am. Chem. Soc. 128, 8694–8698. DOI: 10.1021 / ja062027 +

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Армстронг А. Р., Робертсон А. Д. и Брюс П. Г. (2005). Избыточная загрузка оксидов марганца: извлечение лития сверх Mn ⁴⁺. J. Источники энергии 146, 275–280. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2005.03.104

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кресче, А.В., Сюй, К. (2011). Добавка к электролиту для поддержки химического состава литий-ионных аккумуляторов 5 В. J. Electrochem. Soc . 158, A337 – A342. DOI: 10,1149 / 1,3532047

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Диас, А. Дж., И Маккарти, Т. Дж. (1985). Дегидрофторирование поливинилиденфторида в растворе диметилформамида: синтез технологически растворимого полупроводникового полимера. J. Polym. Sci. Полим. Chem. 23, 1057–1061. DOI: 10.1002 / pol.1985.170230410

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фрейнбергер, С.А., Чен, Ю., Пэн, З., Гриффин, Дж. М., Хардвик, Л. Дж., Барде, Ф., и др. (2011). Реакции в литиевой аккумуляторной батарее O ₂ с алкилкарбонатными электролитами. J. Am. Chem. Soc. 133, 8040–8047. DOI: 10.1021 / ja2021747

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гу, М., Belharouak, I., Zheng, J., Wu, H., Xiao, J., Genc, A., et al. (2013). Образование шпинельной фазы в слоистом композитном катоде, используемом в литий-ионных батареях. ACS Nano 7, 760–767. DOI: 10.1021 / nn305065u

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

He, Y. B., Li, B., Liu, M., Zhang, C., Lv, W., Yang, C., et al. (2012). Газообразование в Li ₄ Ti ₅ O _{12 батареях на основе} и способы их устранения. Sci. Реп. 2, 913. doi: 10.1038 / srep00913

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж., Хонг, Ю., Рю, К. С., Ким, М. Г., и Чо, Дж. (2006). Эффект промывки катода из LiNi _0,83 Co _0,15 Al _0,02 O ₂ в воде. Electrochem. Solid State Lett. 9, A19 – A23. DOI: 10.1149 / 1.2135427

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Дж., Баггетто, Л., Марта, С. К., Вейт, Г. М., Нанда, Дж., Лян, К. и др. (2013). Искусственная граница раздела фаз из твердого электролита позволяет использовать катод LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ 5 В с обычными электролитами. Adv. Energy Mater. 3, 1275–1278. DOI: 10.1002 / aenm201300378

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю Дж. И Мантирам А. (2009). Понимание улучшения электрохимических свойств поверхностно-модифицированного 5 В LiMn _1.42 Ni _0,42 Co _0,16 O ₄ шпинельные катоды в литий-ионных элементах. Chem. Матер. 21, 1695–1707. DOI: 10,1021 / см

43

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pieczonka, N. P. W., Liu, Z., Lu, P., Olson, K. L., Moote, J., Powell, B. R., et al. (2013). Понимание поведения переходных металлов в растворе LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ высоковольтная шпинель для литий-ионных батарей. Дж.Phys. Chem. C 117, 15947–15957. DOI: 10.1021 / jp405158m

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Терада, Ю., Нишиваки, Ю., Накаи, И., и Нисикава, Ф. (2001). Исследование растворения Mn из шпинелевых электродов LiMn ₂ O ₄ с использованием in situ рентгенофлуоресцентного анализа с полным отражением и флуоресцентного метода XAFS. J. Источники энергии 9, 420–422. DOI: 10.1016 / S0378-7753 (01) 00741-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян, К., Ван, Х., Дин, X., Ян, X., и Ван, Y. (2013). Однорычажный синтез диметилкарбоната из диоксида углерода, оксида циклогексена и метанола. Res. Chem. Intermed. 1–11. DOI: 10.1007 / s11164-013-1514-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, Z.

Li-Pol аккумулятор из Китая производителя

Типы аккумуляторов, их достоинства, недостатки и специфика использования

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion, Lithium Ion)

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Что представляет собой литий-полимерный аккумулятор?

Основные достоинства аккумуляторов Li-Po

Особенности эксплуатации литий-полимерных аккумуляторов

CARKU и MigOwatt – устройства аварийного питания на основе аккумуляторов Li-Po

Выбирайте литий-полимерные аккумуляторы на нашем сайте!

Как устроены литий-полимерные аккумуляторы и принцип их работы

Всё о литий-полимерном аккумуляторе

Особенности Li-Pol технологии

Принцип работы

Плюсы и минусы литий-полимерных батарей

Типы Li-Po батарей

Правила эксплуатации

Какую батарею выбрать: Li-Pol или Li-ion?

Типы батарей для мобильных устройств

Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные полимерные аккумуляторы

Почему технологии аккумуляторов застыли на месте

Литий-ионный против литий-полимерного: в чем разница?

Как работают литий-ионные батареи?

Как работают литий-полимерные батареи?

Литий-ионный и литий-полимерный: основные отличия

Другие часто задаваемые вопросы

| Сборки аккумуляторных батарей

Индивидуальные литий-ионные аккумуляторные батареи (литий-ионные аккумуляторы)

Литиевая аккумуляторная батарея Химия

Технические характеристики

Характеристики заряда / разряда

Литий-полимерные аккумуляторные батареи на заказ

Свяжитесь с нами, чтобы узнать о пользовательских блоках литиевых батарей

Что такое литий-полимерный аккумулятор »Электроника

Термин «литий-полимерный» применяется ко многим ионно-литиевым батареям, поэтому в чем разница и их характеристики лучше — литий-ионный или литиево-полимерный

Что такое литий-полимерная технология

Литий-ионный и литий-полимерный

Литий-полимерные (Li-Poly) аккумуляторные батареи

Литий-полимерные преимущества

Ограничения технологии литий-полимерных батарей

Ограничения на содержание лития для авиаперелетов

Как узнать содержание лития в литий-ионной батарее?

Ограничения на отгрузку литий-ионных аккумуляторов

Литий-полимерные и литий-ионные батареи: в чем разница?

от китайского производителя

Технология гибких литиевых батарей

Аккумулятор для мобильного телефона и автомобильный аккумулятор

Что такое графеновая батарея?

Аналитика рынка беспроводных наушников

Медицинские устройства меньшего размера окажут подрывное влияние на методы управления здоровьем.

Литий-ионный полимерный аккумулятор для ходовой части носимых устройств

Почему игрушки такие любимые?

Силовые батареи для электромобилей

Новый MacBook от Apple получил максимальную емкость с липоаккумуляторами

iWatch использовал литий-полимерный аккумулятор LG с наконечником

Компания Apple улучшила литий-полимерный аккумулятор, чтобы продлить срок его службы

Литий-полимерный аккумулятор — конкурентоспособная отрасль

Исследовательский центр Гленна НАСА и Fuentek лицензируют технологию для улучшения литий-полимерных батарей.

Sanyo рассчитывает на десятикратное увеличение емкости литий-ионных аккумуляторов

границ | Понимание проблемы выделения газов в литий-ионной батарее

на аноде

на катоде

Материалы слоистого катода

Материалы катодных шпинелей

Заявление о конфликте интересов

Благодарности

Список литературы

43

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики