литий полимерный аккумулятор что это

Плюсы и минусы литий-полимерных аккумуляторов

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?

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.

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

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.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

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.

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

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:

Использование

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

Зарядка:

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

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 аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

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

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

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:

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

Li-Pol аккумулятор фирмы Tanic

Отрицательные стороны

К минусам относят:

Производители

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

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.

Источник

Литий полимерная аккумуляторная батарея

Полимерный аккумулятор – модернизированная разновидность литиевых источников питания. В качестве наполнителя для литиево-полимерной батареи используется специальный гель, обладающий определенными особенностями.

Для того чтобы решить, стоит ли пользоваться li pol усовершенствованными аккумуляторами, нужно изучить определенную информацию, учесть преимуществ и недостатки.

Литиево-ионные и литиево-полимерные аккумуляторные батареи

Работоспособность оборудования, портативного устройства или установки во многом зависит от того, насколько правильно подобран источник питания. Так, для комплектации портативных зарядников используется литий ионный или литий ионный полимерный аккумулятор. Для того чтобы сделать правильный выбор, нужно знать, различие в чем. Обязателен учет плюсов и минусов источников питания.

Интересное видео про литиево-полимерные акб.

Литиево-ионные аккумуляторы

Демонстрация первых ионных аккумуляторов произошла еще в прошлом столетии. Тогда разработчики представили модели, электроды в которых были подготовлены из металлического лития. Они отличались низким уровнем безопасности, непродолжительной эксплуатацией. Поэтому металлический литий и заменили ионами li.

Модернизированная литиево-ионная акб имеет такие преимущества:

Продолжительность эксплуатации ионной батареи зависит и от того, учтены ли недостатки:

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

Литиево-полимерные аккумуляторные батареи

К разработке литий полимерной качественной аккумуляторной батареи приступили из-за того, что уровень безопасности ионных источников питания был невысок. В результате, производители получили акб, которые обладают особыми преимуществами в отличие от li.

Вместо стандартного электролитического состава применяется полимерный сухой электролит, представленный в виде пленки. Он не проводит ток, не препятствует обмену заряженными частицами. В отличие от ионного источника питания в устройство полимерного аккумулятора не введен и пористый сепаратор.

Благодаря тому, что используется такая конструкция, уровень безопасности li pol бытовых аккумуляторов более высокий. Ведь вероятность воспламенения сведена к нулю.

Полимерный электролит хорошо поддается обработке. Поэтому производители легко создают li ion polymer аккумулятор требуемой формы, оптимальной конфигурации. Поэтому такие источники питания используют в телефонах, ноутбуках, портативной технике, видеокамерах.

К сожалению, литий ионные полимерные батареи выделяются невысокой электропроводностью. Ее уровень повышается лишь при нагревании. Но подобный эффект допустим не всегда. К примеру, нагрев батареи не допускается, если отсутствует система охлаждения.

Уровень сопротивления li ion polymer аккумуляторов высокий, поэтому требуемую величину тока получить достаточно сложно. Из-за этого современные аппараты такими источниками питания комплектоваться не могут.

Но вышеперечисленные проблемы присущи только тем li ion poly источникам питания, в которых электролит представлен в сухом виде.

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

Модернизированные литиево-полимерные АКБ

Проблема, связанная с недостатком электропроводности, была решена за счет введения определенных компонентов в электролит. Теперь выпускают полимерные аккумуляторы, электролит в которых представлен в виде геля. Такие источники питания называются литиевыми ионными полимерными аккумуляторами. Ими оснащают наилучшие мобильные телефоны, зарядные и портативные устройства.

Аккумуляторные полимерные батареи встречаются повсеместно, какая бы техника ни была представлена.

Принципиальные отличия

Что же выбрать: li ion или аккумулятор li polymer? Обе конструкции обладают схожими характеристиками, параметрами. Отличие заключается в наличии твердого электролита в li ion pol аккумуляторах.

Модернизированный ли ионный полимерный аккумулятор не комплектуется пористым сепаратором. Он выделяется увеличенной емкостью, продолжительным периодом эксплуатации, повышенной электропроводностью.

Решая, какой аккумулятор лучше для телефона, производители учитывают конструктивные особенности, а также типов pol и li разницу. При этом чаще всего они используют ion li polymer акб, которые обладают всеми преимуществами.

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это

Особенности использования литиевых АКБ

Использование li ion и li ion pol осуществляется по схожему принципу. Для предотвращения проблем нужно:

Правила зарядки литиево-полимерных аккумуляторных батарей

Для увеличения времени работы акб без дополнительной подзарядки нужно учитывать правила эксплуатации зарядки.

Видео про восстановление литиево-полимерных акб.

Перед использованием универсального зарядника необходимо:

При необходимости можно проверить, старый аккумулятор как будет заряжаться.

Хранение и утилизация полимерных аккумуляторных батарей

Период эксплуатации ли ионных полимерных аккумуляторов зависит от соблюдений правил хранения.

Электрохимическая система полимерных акб безвредна. Ведь при подготовке учитывались экологические нормы, требования. Но утилизацию вышедших из строя устройств проводят обязательно. Такие действия способствуют сохранению окружающей среды. Вышедшие из строя источники передаются в соответствующие организации в предписанном порядке.

Модернизированные литиево-полимерные аккумуляторные батареи постепенно вытесняют традиционные источники питания. И обусловлено это немалыми возможностями, техническими характеристиками и повышенным уровнем безопасности.

Видео про литиево-полимерные аккумуляторные батареи


Источник

Литий-полимерные аккумуляторы — преимущества и недостатки

Литий полимерные аккумуляторы – это модифицированный вариант литий-ионных источников питания. Разница между ними в том, что в качестве электролита используется полимерный материал, куда добавляют токопроводящие включения с соединениями лития. Такие АКБ начали применять относительно недавно для питания телефонов, планшетов, ноутбуков и прочей портативной техники. Вообще, литиевые элементы не выдают высоких токов разрядки, но есть полимерные разновидности, которые отдают тока больше, чем их энергоемкость. Что представляет собой литий полимерная батарея, ее устройство и особенности – об этом в статье.

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что этоЛитий-полимерные аккумуляторы — это улучшенный вариант литий-ионных АКБ.

Устройство

В Li-Ion аккумуляторах применяется жидкий органический электролит, а в Li-Pol – полимерный, за счет чего удалось повысить безопасность эксплуатации элемента. Для литиевых источников питания это весомо, ведь безопасность – то, что сдерживало их развитие. Помимо этого, с полимерным электролитом появилась возможность выбирать форму АКБ.

В основе устройства полимерных аккумуляторов заложен процесс, при котором ряд полимеров переходят в полупроводниковое состояние, когда в них внедряют ионы электролита. Это позволило в разы повысить проводимость. Если отталкиваться от теории, энергетическая плотность аккумуляторов Li-Pol может быть увеличена в несколько раз, в сравнении с Li-Ion. В зависимости от состава электролита литиево полимерный АКБ бывает:

Ионная проводимость полимерного электролита меньше, чем у жидкого. И она заметно падает при минусовых температурах. Одна из задач при разработке батарей – подбор состава электролита, чтобы тот имел высокую проводимость. Другая цель – расширить диапазон рабочих температур. Li-Pol батареи, выпускаемые сейчас, в плане эксплуатационных параметров не уступают ионным.

Есть модели аккумуляторов, контейнер которых сделан из металлизированного полимера. Но, полимерный электролит кристаллизуется, что приводит к снижению рабочих параметров при минусовой температуре.

Актуальные разработки – полимерные элементы с анодом из металла. Ученые смогли обеспечить высокую плотность тока и расширить диапазон рабочих температур. Такие батареи сейчас успешно применяются в портативных устройствах, будь то смартфон или другой девайс.

Производителей источников питания немало, и выпускаемая ими продукция отличается материалом электродов, составом электролита и принципом сборки. Соответственно, наблюдается разница и в характеристиках аккумуляторов. Но все компании сходятся в одном: Li-Pol батареи более стабильны, что обеспечивает однородный полимерный электролит.

В конструкцию Li-Pol АКБ входит два электрода – катод и анод. Катод – алюминиевая фольга с напылением лития (например, кобальт лития), а анод сделан из меди, с напылением графита. Между электродами находится полимерная ионопроводящая пленка. В то время в Li-Ion разновидностях вместо пленки применяется пористый сепаратор, пропитанный рабочим раствором.

Электроды, полимерный сепаратор и гель укладывают в фольгированный корпус или нейтральную полимерную пленку. Таким образом увеличивается соотношение энергоемкости к габаритам, а сами батареи получаются куда компактнее и безопаснее, чем ионные. Есть аккумуляторы, толщина которых всего 1 мм.

Принцип работы

В только что изготовленном источнике тока в принципе отсутствует энергия. Его заряжают еще в условиях завода. В ходе подзарядки положительно заряженные ионы лития «уходят» от катода и через сепаратор движутся к аноду, где оседают в кристаллической решетке графита. Когда на аноде не останется свободного места для ионов – зарядка окончена.

Когда литий-полимерный аккумулятор питает прибор, процесс идет в обратном направлении – ионы «уходят» от графита и идут к аноду. Таким образом восстанавливается исходное соединение лития. Все, что остается потребителю – по мере нужны подзаряжать элемент. Принцип работы полимерных батарей идентичен литий-ионным.

Плюсы и минусы литий-полимерных аккумуляторов

Li-Pol АКБ – не идеальные элементы, поэтому их продолжают модернизировать. Прежде чем использовать литий-полимерные батареи, не лишним будет узнать их плюсы и минусы. Из положительных качеств выделяют:

Присущи новой технологии и недостатки:

Полимерные модели все равно пожароопасные при перезаряде или перегреве. Этот фактор нивелируется защитной электроникой, которая контролирует силу тока и температуру.

Области эксплуатации

Обычно Li-Pol батареи применяются как источники питания для устройств, характерных невысоким потреблением тока. Это:

Есть также «силовые» батареи, предусматривающие быстрый разряд. Они актуальны для устройств с высоким потреблением тока (радиоуправляемые модели).

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что этоЛитий-полимерная АКБ в смартфоне.

Основные правила использования

Чтобы полимерный аккумулятор проработал дольше, надо знать, как его правильно использовать. В первую очередь надо позаботиться о надежном зарядном устройстве с подходящими характеристиками. Впрочем, подойдет и универсальное ЗУ, где настройки можно выставить вручную.

Зарядка

Восстановить заряд несложно – так же, как и в случае с литий-ионной АКБ. Напряжение на один элемент ставят 4.2 В, придерживаясь верхнего порога по току в 1С. «Силовые» модели, и то не все, допускают подзарядку токами до 5С. Когда значение упадет до отметки 0.2С – зарядка окончена. 1С = примерно 80% энергоемкости.

Полностью Li-Pol аккумулятор заряжается примерно за пару часов. Важно, чтобы ЗУ стабильно поддерживало напряжение под конец процесса.

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что этоЗарядка литий-полимерных АКБ в смартфоне.

Хранение

Срок эксплуатации элементов питания во многом зависит от соблюдения правил хранения:

Хотя бы раз в полгода надо проверять степень заряженности источников питания, оставленных на хранение.

Утилизация

Li-Pol элементы характерны высокой пожароопасностью, что выдвигает ряд требований к утилизации. В сравнении с никель-кадмиевыми аналогами полимерные не так токсичны, но экологии все же навредить могут из-за содержания вредных веществ.

Требования для безопасной утилизации литий-полимерных аккумуляторов:

Биологическим путем компоненты источника питания не разлагаются. Если нет желания утилизировать своими руками, отслужившую батарейку просто сдают в специальный приемный пункт.

Популярные производители

Немало компаний начали делать такие источники питания, поняв их востребованность. Популярны следующие компании-изготовители: Kokam, Thunder Power, Tanic, Platinum Polimer и пр.

К слову, в США Li-Pol АКБ дешевле ввиду большого выбора. Но технический прогресс на месте не стоит, и возможно скоро цена на них приравняется к стоимости литий-ионных батарей.

Литий-полимерные аккумуляторы более безопасны в эксплуатации, так как в них отсутствует жидкий электролит. Встречаются очень тонкие модели (1 – 2 мм), легкие, в мягкой оболочке. Li-Ion аналоги, в свою очередь, привязаны к типоразмерам. Что до эксплуатационных характеристик, полимерные и ионные элементы практически идентичны.

Источник

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы: маркетинговые уловки и распространенные ошибки

Неоднократно сталкиваюсь в статьях и комментариях (в статьях все же гораздо реже) с использованием неправильных данных или названий, которые впоследствии приводятся, как аргументы, хотя на самом деле они ошибочны изначально. И эти ошибки распространяются по всем ресурсам, включая Гиктаймс.

Этой статьей я бы хотел разъяснить некоторые моменты и провести своеобразный ликбез.

Литий-полимерные аккумуляторы

Сразу с главного — в свободном доступе на рынке не существует литий-полимерных аккумуляторов в техническом смысле этого слова. В англоязычном мире с этим уже разобрались, а вот на постсоветском пространстве существуют некоторые издержки в терминологии, которыми пользуются маркетологи. Маленькое отступление — не то, чтобы этим не пользовались в других регионах, но там хотя бы есть возможность проверки этой информации на родном языке.

Немного истории

Любой литий-ионный аккумулятор имеет 4 основных составляющих — два электрода (анод и катод), электролит и сепаратор. Все 4 элемента развивались и развиваются дальше. Для электролита на начало исследований (1970-ые) было предложено два варианта — жидкий или твердый электролит. В то время твердый электролит обещал больше перспектив в эксплуатации — электролит не вытекает при повреждении корпуса, сам элемент более прочный. Главным недостатком было и остается высокое сопротивление твердого электролита, оно сводит на нет физические характеристики.

Фактически снижение количества ресурсов, выделяемых компаниями на разработку твердых электролитов, произошло в начале 1990-х, когда Sony вывела на рынок аккумулятор с жидким электролитом. Сама компания Sony еще в 1988 году была уверена в будущем успехе твердого электролита.

Не смотря на ориентацию на жидкий электролит компании не перестали искать альтернативы. Одним из вариантов стали так называемые гибридные электролиты. Фактически для них используется сепаратор с мелкими отверстиями и тем же жидки электролитом. Хотя он на ощупь кажется сухим, на самом деле количество электролита в нем не отличается от подобного в обычном аккумуляторе. Как в принципе и конструкция:

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это
Схематическая модель литий-ионного аккумулятора с катодом LiCoO2 и графитовым анодом из Википедии на немецком языке.

Подобные аккумуляторы довольно распространены, их коммерческое распространение началось еще в начале 2000-х, но физически и химически это те же самые литий-ионные аккумуляторы с жидким электролитом и их в общем не очень много.

Что же представлено на рынке?

Второй тип является измененной формой цилиндрических. Алюминиевый корпус, прямоугольник или квадрат в поперечном сечении. Популярен для стационарного применения и в транспорте.

Третий тип имеет мягкий корпус и не всегда оснащается встроенной системой защиты. Фактически удешевленный вариант призматической ячейки. Этот тип аккумуляторов используется, в частности, в мобильных телефонах.

Последние в списке и есть те самые «полимерные». Они так называются по нескольким причинам. Самый наглый способ маркетологов — корпус из полимеров, потому и «полимерные».

Второй вариант — использование полимерного мелкопористого сепаратора. Фактически ничем не отличается от обычного литий-ионного аккумулятора.

Третий вариант, который я не встречал — давать название «полимерный» на основании использования полимерных элементов в качестве основ катодов, анодов и прочих элементов. Как правило попадает в множество аккумуляторов в пластиковом корпусе.

Проблемы терминологии

При разработке концепции идея была такова, что под понятием «жидкий электролит» понимались жидкий или гелеобразный раствор соли лития, в то время как под понятием «твердый электролит» (solid electrolyte) — твердое состояние вещества. Так как возникло желание продать то, что обещалось но чего нет, то сегодня даже в среде исследователей гелевый электролит вносят в перечень «твердых» электролитов, хотя его характеристики все же скорее гибридные. Потому можно встретить описание в научных работах «твердый гелевый электролит», которое некоторыми учеными считается вводящим в заблуждение.

Будущее полимерных электролитов

Разработки ведутся и в перспективе возможно появление аккумуляторов с настоящим полимерным электролитом. Однако по состоянию на 2015 год лабораторные образцы полимерных электролитов на основе органической химии не показывали ощутимого прогресса, потому на дату публикации статьи в обозримом будущем не предвидится массового ухода от жидкого электролита.

Проблемы с наименованием типов аккумуляторов

На рынке представлено несколько различных типов литий-ионных аккумуляторов. Они имеют различные наименования, которые позволяют описывать их характеристики в плане емкости или безопасности. В целом можно встретить следующие типы:

Причина существования такого большого числа катодов и анодов аккумуляторов в различных требованиях к аккумуляторам. Где-то нужна бóльшая безопасность, а где-то емкость или мощность. Получить представление о запасаемой энергии можно исходя из того, что каждый тип катода и анода имеет разный потенциал, как видно из изображений ниже (в качестве потенциала в 0 В выбирается потенциал металлического лития, больше разница напряжений — больше мощность, энергетическая плотность зависит от количества атомов лития):

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это
Общая схема с потенциалами от университета г. Киль. Источник

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это
Материал из статьи 2013 года авторов Jiantie Xu, Shixue Dou и др. Источник

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это
Еще одна картинка от Purdue School of Engineering and Technology. Источник

Общее представление о причинах может давать следующее грубое изображение связи потенциалов элементов и возможности металлизация лития при очень низком разряде или термической нестабильности при перезаряде:

литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть фото литий полимерный аккумулятор что это. Смотреть картинку литий полимерный аккумулятор что это. Картинка про литий полимерный аккумулятор что это. Фото литий полимерный аккумулятор что это
Изображения взято из курса лекций

Самые небезопасные в эксплуатации из представленных на рынке — литий-кобальтовые с графитовый анодом, самые безопасные — с катодом LiFePO4 и анодом Li4Ti5O12. Естественно, наличие BMS (Battery Management System) уменьшает риски, но пренебрегать ими не стоит, тот же слишком сильный разряд эта система предотвратить не сможет, что критично для аккумуляторов с графитовым анодом.

Распространенные ошибки

Общие ошибки

Самая главная и часто встречаемая ошибка — противопоставление «обычному литий-ионному аккумулятору». Как видно выше, такого понятия, как «обычный» просто нет. И разница в напряжениях может быть самой разной для вроде бы одинаковых катодов и одинаковой для разных наборов катодов и анодов.

Вторая ошибка, не столь существенная, связанная с предыдущим пунктом, написание материала катода LiFePO4 следующим образом — LiFePo4. Здесь путаница довольно распространенная и сразу показывает, насколько можно доверять такому источнику.

Еще одна крупная ошибка — противопоставление LiPo-аккумулятора литий-ионному. Здесь несколько вариантов сравнения. Первое — это общее, связанное с заблуждением о существовании на рынке аккумуляторов с полимерным электролитом. Второе, имеющее более узкое применение, которое обычно озвучивается в следующем виде «литий-полимерный аккумулятор [речь о корпусе] лучше/хуже LFP/LTO/NCA (подставить нужное)».

Здесь идет смешение типа корпуса и начинки.

Например, по этой ссылке можно прочитать о LFP аккумуляторе в формате литий-полимерного (призматический корпус в данном случае).

Аккумулятор А долговечнее аккумулятора Б

Это еще одно своеобразное перекручивание фактов для аргументации при продаже. Такой метод применяется для разных типов аккумуляторов, но чаще всего сравнивается LFP вариант аккумулятора и литий-кобальтовый или NMC с графитовым катодом. В статьях в интернете, как рекламных так и просто популярных, можно найти соотношение полных эквивалентных циклов в 2000 к 500 в пользу LFP и как результат — рассказ о значительном превосходстве первого.

Здесь есть несколько неточностей. Во-первых, бóльшее число статей по литий-кобальтовым датировано 2005-2006 годами, в то время как для LFP — с 2012-2013. Данные по циклам основаны на этих статьях. Тем не менее разработки на останавливались и были одинаково активными для всех типов аккумуляторов и разрыв не настолько большой в один и тот же временной интервал. Во-вторых, не уточняется объем энергии, который передаст за свою жизнь аккумулятор, а ведь при равных размерах LFP имеет меньшую емкость.
Что же касается главного преимущества — бóльшего числа циклов, то если брать новые исследования и сравнивать в равных условиях серийные образцы, то разница не такая и драматическая. В общей сложности она составляет 20-30% (800 циклов против 1000 для 40°C, например), что не всегда оправдывает покупку того же LFP, так как будет передано меньше энергии за счет меньшей разницы напряжений за весь срок эксплуатации.

Источников с непосредственным сравнением нет, поскольку сам процесс тестирования длительный и дорогостоящий, осложненный договорами про не раскрывание названий участников, но сравнивая по ряду данных можно сделать вывод об аналогичных характеристиках на сегодня для всех литий-ионных аккумуляторов в плане срока эксплуатации во всех возможных сценариях, в т.ч. и простого хранения. Эти данные приведены, например, в источниках 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Прочие источники

Моя предыдущая статья про литий-ионные аккумуляторы — Эксплуатация литий-ионных аккумуляторов

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *