разница между литий-ионными и полимерными устройствами

Аккумуляторы и батареи с каждым годом становятся все популярнее. Они используются для работы многих устройств. Основным условием эффективности и безопасности таких приборов считается качество. Сегодня на рынке представлены литий-ионные и литий-полимерные приборы. При этом рядовые пользователи обычно не знакомы с особенностями их работы. Чтобы выбрать конкретный вариант, стоит ознакомиться с главными отличиями li-ion от li-pol аккумуляторов.

Содержание

Как работают литий-ионные аккумуляторы

Вначале устройства изготавливали из лития с добавлением марганца и кобальта. Они представляли собой основной элемент, который выполняет функции активного электролита. Сегодня конструкция литий-ионных батарей существенно изменилась. При этом используемые вещества не отражаются на производительности. Она определяется расположением составляющих в блоке.

В структуру современных li-ion аккумуляторов входят электроды. Также там присутствует сепаратор. Для производства устройств используют медь и алюминий. Аноды делают из меди, а для производства катодов применяют алюминий.

Внутри анод и катод соединяют особыми клеммами-токосъемниками. С помощью электролитной пропитки сепаратора формируется среда, которая позволяет обслуживать заряд. Литиевые ионы служат источником положительных зарядов, которые запускают целый спектр реакций, образуют связи и способствуют выведению энергии.

Механизм работы литий-ионного источника питания можно сопоставить с функционированием полноценной гелевой аккумуляторной батареи.

Устройство литий-полимерных батарей

Модели li-ion не способны выполнять многие современные задачи. Потому их понемногу вытесняют полимерные детали. Аккумуляторы типа li-ion нельзя назвать полностью безопасными. К тому же стоят они достаточно дорого.

Именно поэтому на смену таким аккумуляторам пришли li-pol батареи. В структуру таких аккумуляторов входят полимерные электролиты. Толщина главного элемента не превышает 1 миллиметра. Это делает изделие небольшим и компактным.

Использование полимерных пленок вместо жидких электролитов нейтрализует риск воспламенения батареи. Это существенно повышает ее безопасность. Для батарей li-pol характерно полное отсутствие жидких или гелевых электролитов.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Такие устройства изготавливаются на твердотельной основе. Их отличительной особенностью считается процесс, при котором пластины действующего элемента контактируют с литием и исключают образование дендритов. Это позволяет избежать возгорания или взрыва.

Чем похожи

Обе разновидности источников питания характеризуются одинаковыми особенностями:

1. Идентичная конструкция электродов.
2. Похожие химические реакции, которые приводят к появлению электродвижущей силы в литиевых элементах. Они связаны с взаимодействием электродов, которые делятся электролитом с включением солей литий.
3. Одинаковое номинальное напряжение. Оно составляет 3,7 Вольта.
4. Одинаковый срок хранения. Он составляет 2-3 года.
5. Возможность применения одинаковых зарядных устройств для обоих видов батарей.
6. Отсутствие эффекта памяти. Однако аккумуляторы отличаются чувствительностью к чрезмерному разряду и опасны при избыточном заряде.
7. Невозможность применения при наличии повреждений или после чрезмерного разряда.

Отличие li-ion от li-pol аккумуляторов

Литий-ионный аккумулятор существенно отличается от литий-полимерного по множеству параметров.

Разница технологий

Главным отличием аккумуляторов li-pol от li-ion считается физическое состояние электролита. В первом случае применяют твердый полимерный электролит или пластины с элементами гелеобразными включениями. Во втором случае электроды делятся жидким веществом.

Применение сухого электролита уменьшает его активность. Потому для улучшения свойств аккумулятора в него добавляют гелевые полужидкие вкрапления. Применение полимерной прослойки делает технологию более сложной и дорогой. Однако при этом батареи становятся более удобными и безопасными.

Срок службы

Обе разновидности аккумуляторов в равной степени подвержены старению. Они обеспечивают примерно 900 полных циклов зарядки. После чего использовать их невозможно. При этом активность эксплуатации самого устройства не имеет особого значения. Если долгое время вообще не пользоваться батареей, сокращение ресурса тоже произойдет.

Уже через 1 год емкости значительно уменьшаются в ресурсе. Через 2-3 года батарея может вообще выйти из строя. Этот минус считается общим для всех видов литиевых устройств. Потому специалисты советуют выбирать более долговечную модель. При этом стоит ориентироваться на репутацию производителя и конкретные отзывы.

Дополнительная защита

При анализе отличий разных типов аккумуляторов стоит учитывать наличие защиты. Модели li-pol требуют применения дополнительной внутренней защиты. Они могут перегореть из-за перегревания элементов. Такие последствия обусловлены внутренним напряжением функционирующих зон.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Для защиты устройства от перезарядов, перегревания элементов и перегорания в конструкции предусмотрена особая стабилизирующая система. Также в ней используется механизм ограничения тока. Это делает аккумуляторы li-pol безопаснее, однако значительно повышает их стоимость.

В конструкции применяют часть электролитов в гелевой форме. Комбинированные источники питания применяются во множестве портативных устройств. Они характеризуются высокой чувствительностью к колебаниям температур и требуют четкого соблюдения правил эксплуатации. Аккумуляторы li-pol стоит применять в устройствах, которые нагреваются до 60-100 градусов.

Производители помещают внутренние элементы в корпус, который отличается теплоизолирующими характеристиками. Такие аккумуляторы прекрасно подходят для использования в условиях повышенных температур. Если температурный режим не соответствует требованиям эксплуатации, полимерные элементы используются как резерв.

Особенности зарядки

Для пополнения заряда li-pol аккумулятора понадобится минимум 3 часа. При этом можно не бояться нагревания блока. Существует 2 этапа наполнения. Первый протекает, пока не будет установлен пиковый режим. Его поддерживают до достижения зарядкой 70 %. При нормальных параметрах напряжения удается набрать остаточный заряд 30 %.

Подзарядку рекомендуется проводить по четкому графику. При этом стоит дождаться полной разрядки и выполнять манипуляцию каждые 500 часов применения устройства. Это помогает поддерживать объем наполнения на постоянном уровне.

Аккумулятор стоит подключать исключительно к стабильной электросети. При этом не должно быть колебаний напряжения или помех. Использовать рекомендуется лишь соответствующие зарядные устройства, которые совпадают с параметрами, которые приведены в описании.

Важно учитывать, что при зарядке все разъемы стоит подключать правильно. Стоит следить, чтобы не было размыкания. Элементы литий-полимерных устройств отличаются высокой чувствительностью к повышенным параметрам тока, перегрузкам, механическим воздействиям и переохлаждению. Важно контролировать герметичность твердотельных деталей.

Мнение эксперта

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Зарядка аккумуляторов li-ion не отличается от устройств li-pol. Однако они характеризуются более высокой чувствительностью и меньшей надежностью в плане безопасности. Длительность зарядки у двух типов совпадает. Однако литий-полимерные элементы считаются более требовательными к качеству электроснабжения.

Сравнение

Главные особенности рассматриваемых аккумуляторов зафиксированы в таблице:

Технические характеристики	Li-ion	Li-pol
Энергоемкость	Высокая	Низкая
Размер	Ограниченный выбор	Широкий выбор
Вес	Чуть больше	Минимальный
Емкость	Меньше	Практически вдвое выше
Угроза воспламенения и взрыва	Высокий	Низкий
Время зарядки	Больше	Меньше
Износ	До 0,1 % в месяц	Не такой активный
Стоимость	Ниже	Выше

Выводы

Аккумуляторы li-pol и li-ion имеют ряд сходств, однако для них характерно и много отличий. Разница затрагивает механизм работы, правила эксплуатации, срок службы. Это помогает выбрать подходящий вариант.

Литий-полимерный аккумулятор: отличия, как заряжать правильно

В современном мире постоянно разрабатываются и внедряются новые технологии во все сферы жизнедеятельности. На замену старым видам аккумуляторных батарей приходят новые. Одним из нововведений является литий-полимерные аккумуляторы. Они имеют большую ёмкость, и для эффективной работы достаточно 2-3 элемента (один выдаёт 3.6-3.7 V). Как их правильно эксплуатировать? В чём отличие литий-полимерного от ионного? Какие минусы и плюсы таких АКБ?

Содержание статьи:

• 1 Отличие от ионного
  • 1.1 Узнай время зарядки своего аккумулятора
• 2 Как устроены
• 3 Применение и характеристики
• 4 Использование
• 5 Положительные стороны
• 6 Отрицательные стороны
• 7 Производители

Отличие от ионного

Различают несколько типов аккумуляторов литиевого типа, но чем они различаются? Литий-полимерный отличается от литий-ионного аккумулятора только полимерным материалом, служащим в качестве электролита. Li-Pol — улучшенная версия ионного.

Li-ion и Li-Pol

В современном мире батареи такого типа применяются в ноутбуках, смартфонах, пусковых автомобильных устройствах (12 Вольт), и в другой технике. Замена элемента на полимерный позволило повысить безопасность АКБ, при использовании в коммерческих целях, а также позволило разнообразить формы самой батареи, что позволяет подобрать аккумулятор для любых целей.

Эксплуатация, заряд и особенности у этих двух видов схожи, но т.к. полимерные обеспечивают более высокие разрядные токи – они занимают лидирующее место на рынке.

Как устроены

В основу батарей Li-Pol лег процесс перехода части полимеров в состояние полупроводников. Благодаря этому, проводимость становится намного лучше.

Раньше была проблема с эксплуатацией литий-полимерных АКБ в низких температурах – поэтому они проигрывали Li-Ion. Но на сегодняшний день проблема решена, и можно с уверенностью заявить — за Li-Pol будущее.

Важную роль играют и материалы, из которых собраны батареи – они влияют на качества и стабильность работы.

Нельзя не отметить, что литий-полимерные аккумуляторы выпускаются иногда очень тонкими (1-2мм). Это позволяет производителям техники делать свою продукцию компактной, и удобной для пользователей.

Применение и характеристики

В первую очередь нужно отметить ёмкость Li-Pol батарей – она в несколько раз выше, чем у щёлочных, а количество рабочих циклов составляет около 600. Это значение постоянно увеличивается, и аккумуляторы совершенствуются.

Как и все АКБ, литий-полимерные подвержены старению – спустя два года активного использования они теряют около 20% своей ёмкости.

Среди основных видов можно выделить 2:

• Быстроразрядный – применяются в устройствах, где нужен быстрый разряд с максимальной отдачей (радиоуправляемые модели один из примеров).
• Обычные – предназначены для смартфонов, планшетов и других видов электротехники.

Использование

При эксплуатации следует выделить 2 главных момента, которые необходимо соблюдать.

Зарядка:

Параллельная зарядка LiPol аккумуляторов

Нужно правильно заряжать Li-Pol аккумулятор, чтобы он прослужил долгое время, не потеряв ёмкости. Происходить зарядка должна при постоянном напряжении около 4.2V. Можно выделить 2 основных типа зарядок: универсальная и предназначенная для одного вида аккумуляторов. Какой лучше заряжать?

Отвечая на этот вопрос нужно сказать, что универсальная стоит дороже, но она выводит всю информацию на дисплей, и позволяет максимально упростить процесс зарядки. Более дешёвые аналоги с возможностью заряжать только один тип, можно отнести, к более практичным – но все действия приходится делать вручную. А самой главной проблемой является то, что отслеживать заряд придётся самостоятельно, что не всегда удобно.

Нюансы эксплуатации:

Правильно заряжать литий-полимерный аккумулятор — ещё не все требования, которые необходимо соблюдать. Существует целый ряд особенностей, которые нужно соблюдать при использовании Li-Pol аккумулятора:

Литий-полимерный Li-pol

• Нельзя заряжать выше нормы;
• Недопустимо замыкание;
• Не должен нагреваться выше 60 градусов Цельсия;
• Нельзя вскрывать;
• Недопустим разряд, меньше 3 V;
• Необходимо использовать подходящую зарядку;
• Нельзя подвергать батарею ударам;
• Хранить в разряженном состоянии нельзя.

Важно: при несоблюдении вышеуказанных правил, возможен не только выход батареи из строя, но и пожар, или потеря ёмкости батареи.

Li─Pol аккумулятор

Не нужно сажать батарею «в ноль». Если для новой батареи это безвредно, то на батарее, которая уже служит некоторое время, это может привести к падению напряжения менее 3 V, и выходу аккумулятора из строя.

Если ёмкости различаются между собой более, чем на 15-20% — заряжать их нужно, используя специальные рекомендации.

Если не следить за перегревом батареи – она может вздуться, и прийти в негодность.

При использовании в условиях мороза батарею лучше всего держать в тепле, до момента, пока она будет вставлена в устройство. Это поможет повысить эффективность и продолжительность работы.

Положительные стороны

Среди плюсов литий-полимерных батарей можно отметить:

Li-Pol аккумулятор фирмы Tanic

• Долгий срок службы;
• Многообразие форм при производстве;
• Компактность;
• Возможность эксплуатации в разных температурных режимах;
• Плотность.

Отрицательные стороны

К минусам относят:

• При эксплуатации на морозе эффективность может снизиться;
• Дорогая стоимость на рынке.

Производители

Аккумуляторы Li Pol HD Kokam

Лучшие литий-полимерные аккумуляторы определить тяжело – многие производители делают качественные аккумуляторные батареи. Среди популярных и лучших производителей можно выделить фирмы Kokam, Thunder Power, Tanic, Platinum Polimer и многие другие.

На Американском рынке аккумуляторов, Li-Pol батареи стоят дешевле – обусловлено это большим количеством выбора. Но скорость технического прогресса быстрее, чем снижение цен на Li-Pol. Но снижение цен есть, и возможно в скором будущем, стоимость АКБ такого типа будут намного дешевле, чем сейчас.

Итог можно подвести следующий: литий-ионные аккумуляторы заслужили право использования во многих отраслях современной жизни. А дальнейшее развитие электрохимии принесёт ещё множество разновидностей и улучшений, которые позволят сделать жизнь человека ещё проще и удобнее.

Похожие статьи

Разница между литий-ионным и литий-полимерным

11 июля 2019 г. Автор: Madhu

Ключевое различие между ионно-литиевыми и литий-полимерными батареями заключается в том, что литий-ионные батареи

имеют высокую плотность энергии, тогда как литий-полимерные батареи имеют низкую плотность энергии.

Литий-ионный и литий-полимерный — два термина, которые часто ассоциируются с батареями. Литий-ионные аккумуляторы названы так потому, что в них ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному электроду. Кроме того, название литий-полимерных батарей происходит от электролита в этой батарее, который представляет собой полимерный материал.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое литий-ионный
3. Что такое литий-полимерный
4. Сравнение бок о бок — литий-ионный и литий-полимерный в табличной форме
5. Резюме

Что такое литий Ион?

Литий-ионный аккумулятор — это разновидность перезаряжаемых аккумуляторов, которые мы обычно используем в портативной электронике и электромобилях. Эти батареи получили такое название, потому что ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разрядки и зарядки. Материал электрода в этой батарее представляет собой интеркалированный материал (не металлический литий).

Эти батареи имеют высокую плотность энергии и низкий саморазряд. Также отсутствует эффект памяти. Однако литий-ионный аккумулятор может представлять угрозу безопасности, поскольку он содержит легковоспламеняющийся электролит; таким образом, если мы повредим его или неправильно зарядим, аккумулятор может взорваться или вызвать пожар.

Что такое литий-полимерный?

Литий-полимерная батарея представляет собой перезаряжаемую батарею, в которой вместо жидкого электролита используется полимерный материал. Электролит содержит полутвердый полимер (гель) с высокой проводимостью. Кроме того, эти батареи имеют более высокую удельную энергию по сравнению с другими типами литиевых батарей. Важно отметить, что батарея специально применяется для легких устройств, таких как мобильные устройства.

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

В чем разница между литий-ионными и литий-полимерными?

Литий-ионный аккумулятор — это разновидность перезаряжаемых аккумуляторов, которые мы обычно используем в портативной электронике и электромобилях. Литий-полимерный аккумулятор — это разновидность перезаряжаемой батареи, в которой вместо жидкого электролита используется полимерный материал. Основное различие между литий-ионными и литий-полимерными батареями заключается в том, что литий-ионные батареи имеют высокую плотность энергии, тогда как литий-полимерные батареи имеют низкую плотность энергии.

Кроме того, саморазряд литий-ионных аккумуляторов очень низок, а у литий-полимерных аккумуляторов он сравнительно высок. Итак, это еще одно различие между литий-ионом и литий-полимером.

Резюме — литий-ионный против литий-полимерного

Литий-ионный аккумулятор — это разновидность перезаряжаемых аккумуляторов, которые мы обычно используем в портативной электронике и электромобилях. Основное различие между литий-ионными и литий-полимерными батареями заключается в том, что литий-ионные батареи имеют высокую плотность энергии, тогда как литий-полимерные батареи имеют низкую плотность энергии.

Изображение предоставлено:

1. «Батарея Nokia» Кристоферб на en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Lipolybattery» Кристоферб (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia

Различия батареи LiFePO4, литий-полимерной батареи и тройной литиевой батареи

Главная > Новости Winston Battery/LiFePO4>Различия батареи LiFePO4, литий-полимерной батареи и литиевой тройной батареи

Запас хода, зарядка и разрядка электромобилей связаны с работой аккумуляторов.

Наиболее часто на рынке используются литий-железо-фосфатные, литий-полимерные и тройные литиевые батареи; три вида литиевых батарей имеют свои характеристики.

Литий-полимерный аккумулятор

В литий-полимерных батареях используются положительные и отрицательные данные, и жидкие литий-ионные одинаковы. Положительные данные делятся на литий-кобальтовую кислоту, литий-марганцевую кислоту, тройные данные и данные на фосфат лития-железа. Отрицательный электрод графит, принцип работы батареи также распространен. Принцип работы литий-полимерной батареи такой же, как у жидкого лития, и первое отличие заключается в том, что электролит отличается от жидкого лития. Первичная структура состоит из трех элементов: положительного электрода, отрицательного электрода и электролита. Так называемая полимерная литий-ионная батарея означает, что по крайней мере одна или несколько из этих трех основных структур используют полимерные материалы в качестве основной аккумуляторной системы.

Данные полимера в основном применяются к положительному электроду и электролиту в существующей системе литий-ионных полимерных батарей.

Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4)

Литий-железо-фосфатная батарея относится к литий-ионным батареям, использующим литий-железо-фосфат в качестве данных положительного электрода. Положительные материалы литиевых батарей в основном включают литий-кобальтовую кислоту, литий-марганцевую кислоту, литий-никелевую кислоту, тройные данные, литий-железо-фосфат и т. д. Между тем, литий-кобальтовая кислота является катодным материалом, используемым в большинстве литий-ионных аккумуляторов. Положительный материал батареи lifepo4 имеет много источников, длительный срок службы, высокий индекс безопасности, низкое загрязнение окружающей среды.

Литиевая троичная батарея

Тройная литиевая батарея относится к литиевой батарее, в которой используется никель-кобальт-манганат в качестве положительного электрода и графит в качестве отрицательного электрода.