Литий ионный полимерный аккумулятор: Чем отличается Li-ion от Li-Pol? Применение и стоимость

Содержание

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Po). Источники питания и зарядные устройства

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Po)

Технологии производства аккумуляторов не стоят на месте и постепенно Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-MH (никель-металл-гидридные) аккумуляторы вытесняются на рынке аккумуляторами, в основе производства которых используются литиевые технологии. Литий-полимерные (Li-Po) и литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы всё чаще используются в различных электронных устройствах в качестве источника тока

Литий – серебристо-белый, мягкий и пластичный металл, твёрже натрия, но мягче свинца. Литий – самый легкий металл в мире! Его плотность составляет 0,543 г/см3. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой. Месторождения лития имеются в России, Аргентине, Мексике, Афганистане, Чили, США, Канаде, Бразилии, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве и Конго

Экскурс в историю

Первые эксперименты по созданию литиевых батарей начались в 1912 году, но только спустя шесть десятилетий, в начале 70-х годов, они впервые были внедрены в бытовые устройства. Причем, подчеркну, это были именно батареи. Последовавшие вслед за этим попытки разработать литиевые аккумуляторы (перезаряжающиеся батареи) оказались неудачными из-за проблем, связанных с обеспечением безопасности их эксплуатации. Литий, самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает самую большую плотность энергии. Аккумуляторы, использующие литиевые металлические электроды, характеризуются высоким напряжением, и превосходной емкостью. Но в результате многочисленных исследований в 80-х годах было выяснено, что циклическая работа (заряд – разряд) литиевых аккумуляторов приводит к изменениям на литиевом электроде, в результате которых уменьшается тепловая стабильность и появляется угроза выхода теплового состояния из-под контроля. Когда это происходит, температура элемента быстро приближается к точке плавления лития – и начинается бурная реакция с воспламенением выделяющихся газов. Так, например, большое количество литиевых аккумуляторов для мобильных телефонов, поставленных в Японию в 1991 году, было отозвано после нескольких случаев их воспламенения.

Из-за свойственной литию неустойчивости исследователи обратили свой взор в сторону неметаллических литиевых аккумуляторов на основе ионов лития. Немного проиграв при этом с плотностью энергии и приняв некоторые меры предосторожности при заряде и разряде, они получили более безопасные так называемые литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы.

Плотность энергии Li-ion аккумуляторов обычно в несколько раз превышает плотность стандартных NiCd и NiMH аккумуляторов. Благодаря применению новых активных материалов это превосходство ежегодно увеличивается. В дополнение к большой емкости Li-ion аккумулятор при разряде ведет себя аналогично никелевым аккумуляторам (форма их разрядных характеристик похожа и отличается лишь напряжением).

На сегодня существует множество разновидностей Li-ion аккумуляторов, причем можно долго говорить о преимуществах и недостатках того или иного типа, но отличить их по внешнему виду невозможно. Поэтому отметим только те достоинства и недостатки, которые свойственны всем типам этих устройств, и рассмотрим причины, вызвавшие появление на свет литий-полимерных (Li-Po) аккумуляторов.

Li-ion аккумулятор всем был хорош, но проблемы с обеспечением безопасности его эксплуатации и высокая стоимость привели учёных к созданию литий-полимерного аккумулятора (Li-pol или Li-po).

Основное их отличие от Li-ion отражено в названии и заключается в типе используемого электролита. Первоначально, в 70-х годах, применялся сухой твердый полимерный электролит, похожий на пластиковую пленку и не проводящий электрический ток, но допускающий обмен ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит фактически заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом, благодаря чему они имеют гибкую пластиковую оболочку, имеют меньший вес, большую токоотдачу и могут быть использованы в качестве силовых аккумуляторов для устройств с мощными электродвигателями.

Такая конструкция упрощает процесс производства, характеризуется более высокой безопасностью и позволяет выпускать тонкие аккумуляторы произвольной формы. Минимальная толщина элемента составляет около одного миллиметра, так что разработчики оборудования свободны в выборе формы, очертаний и размеров, вплоть до внедрения его во фрагменты одежды.

Основные преимущества

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости никелевые (NiCd и Ni-MH) аккумуляторы

Низкий саморазряд

Высокое напряжение единичного элемента (3.6-3.7V против 1.2V-1.4 у NiCd и NiMH), что упрощает конструкцию – зачастую аккумулятор состоит только из одного элемента. Многие производители применяют в различных компактных электронных устройствах (сотовые телефоны, коммуникаторы, навигаторы и пр.) именно такой одноэлементный аккумулятор

Толщина элементов от 1 мм

Возможность получать очень гибкие формы

Недостатки

Аккумулятор подвержен старению, даже если он не используется и просто лежит на полке. По вполне очевидным причинам производители об этой проблеме умалчивают. Часы начинают тикать с того момента, как аккумуляторы произвели на заводе, и снижение емкости является результатом повышения внутреннего сопротивления, которое в свою очередь порождается окислением электролита. В итоге внутреннее сопротивление достигнет такого уровня, когда аккумулятор больше не сможет отдавать накопленную энергию, хотя ее в аккумуляторе будет достаточно.Через два или три года он часто становится непригодным к использованию.

Более высокая стоимость по сравнению с NiCd и Ni-MH аккумуляторами

При использовании литий-полимерных аккумуляторов, всегда есть риск их воспламенения, которое может случиться вследствие замыкания контактов, от неправильной зарядки, или механического повреждения аккумулятора. Так как температура горения лития очень высока (несколько тысяч градусов), то он может воспламенить рядом стоящие предметы и вызвать пожар.

Основные характеристики Li-Po аккумуляторов

Как было сказано выше, литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости NiCd и Ni-MH аккумуляторы в несколько раз. Срок службы современных Li-Po аккумуляторов, как правило, не превышает 400-500 циклов заряд-разряд. Для сравнения, срок службы современных Ni-MH аккумуляторов с низким саморазрядом составляет 1000-1500 циклов.

Технологии производства литиевых аккумуляторов не стоят на месте и названные выше цифры в любой момент могут потерять актуальность, т.к. производители аккумуляторов с каждым месяцем наращивают их характеристики за счёт внедрения новых технологических процессов их производства.

Из всего многообразия литий-полимерных аккумуляторов, имеющихся в продаже, можно выделить две основные группы – быстро-разрядные (Hi Discharge) и обычные. Отличаются они между собой максимальным разрядным током – его указывают или в амперах, или в единицах емкости аккумулятора, обозначаемой буквой «С».

Области применения Li-Po аккумуляторов

Применение Li-Po аккумуляторов позволяет решить две важные задачи – увеличить время работы устройств и снизить вес батареи

Обычные Li-Po аккумуляторы применяются в качестве источников питания в электронных устройствах с относительно небольшим токопотреблением (мобильные телефоны, коммуникаторы, ноутбуки и т.д.).

Быстро-разрядные литий-полимерные аккумуляторы часто называют «силовыми» – такие аккумуляторы применяются для питания устройств с высоким токопотреблением. Ярким примером применения «силовых» Li-Po аккумуляторов являются радиоуправляемые модели с электродвигателями и современные гибридные автомобили. Именно в этом сегменте рынка происходит основная конкурентная борьба различных производителей Li-Po аккумуляторов.

Единственная область, где пока литий-полимерные аккумуляторы уступают никелевым – это область супервысоких (40-50С) разрядных токов. По цене, в пересчете на емкость, литий-полимерные аккумуляторы стоят примерно столько же, сколько NiMH. Но в этом сегменте рынка уже появились конкуренты – литий-фосфатные аккумуляторы (Li-Fe), технология производства которых развивается с каждым днём.

Зарядка Li-Po аккумуляторов

Заряд большинства Li-Po аккумуляторов осуществляется по достаточно простому алгоритму – от источника постоянного напряжения 4.20V/элемент с ограничением тока в 1С (некоторые модели современных силовых Li-Po аккумуляторов позволяют заряжать их током в 5С). Заряд считается завершенным, когда ток упадет до 0.1-0.2С. До перехода в режим стабилизации напряжения при токе в 1C аккумулятор набирает примерно 70-80% емкости. Для полной зарядки необходимо время около 1-2 часов. К зарядному устройству предъявляются достаточно жесткие требования по точности поддержания напряжения в конце заряда – не хужу 0,01 V/банку.

Из представленных на рынке зарядных устройств можно выделить два основных типа – простые, не «компьютерные» зарядники в ценовой категории 10-40$, предназначенные только для литиевых аккумуляторов, и универсальные зарядные устройства в ценовой категории 80-400$, предназначенные для обслуживания различных типов аккумуляторов.

Первые, как правило, имеют только светодиодную индикацию заряда, количество банок и ток в них выставляются перемычками или путём подключения аккумулятора к различным разъемам на зарядном устройстве. Достоинство таких зарядных устройств – низкая цена. Главный недостаток – некоторые из таких устройств не умеет правильно определять окончание заряда. Они определяют лишь момент перехода от режима стабилизации тока к режиму стабилизации напряжения, что составляет примерно 70-80% емкости.

Простое зарядное устройство для заряда Li-Po аккумуляторов

У второй группы зарядников возможности намного шире, как правило, они все показывают напряжение, ток, и емкость в мАч, которую аккумулятор «принял» в процессе заряда, что позволяет более точно определять, насколько заряжен аккумулятор. При использовании зарядного устройства самое главное – правильно выставить на заряднике нужное количество банок в батарее и ток заряда, который, как правило, равен 1C.

Универсальное зарядное устройство для зарядки аккумуляторов

Эксплуатация Li-Po аккумуляторов и меры предосторожности

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» из существующих, т.е. требуют обязательного соблюдения нескольких несложных правил. Перечислим их в порядке убывания опасности:

– Перезаряд аккумулятора – заряд до напряжения, превышающего 4.20V на банку

– Короткое замыкание аккумулятора

– Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или приводящим к нагреву Li-Po аккумулятора cвыше 60°С

– Разряд ниже напряжения 3V на банку

– Нагрев аккумулятора выше 60?С

– Разгерметизация аккумулятора

– Хранение в разряженном состоянии

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных – к полной или частичной потере емкости

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:

Чтобы не было пожара, надо иметь нормальный зарядник и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок

Необходимо также использовать разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи и контролировать ток, потребляемый устройством, в котором установлен Li-Po аккумулятор

Необходимо быть уверенным, что ваше электронное устройство,в котором установлен аккумулятор не перегревается. При +70?С в аккумуляторе начинает идти «цепная реакция», превращающая запасенную им энергию в тепло, аккумулятор буквально растекается, поджигая все, что может гореть

Если замкнуть почти разряженный аккумулятор, то пожара не будет, он тихо и мирно «умрет» из-за переразряда

Следите за напряжением в конце разряда аккумулятора и обязательно отключайте его после работы

Разгерметизация – так же причина выхода литиевых аккумуляторов из строя. Внутрь элемента не должен попадать воздух. Это может произойти при повреждении внешнего защитного пакета (аккумулятор запаян в пакет наподобие термоусадочной трубки) в результате удара, или повреждения острым предметом, или при сильном перегреве вывода аккумулятора при пайке. Вывод – не ронять с большой высоты и паять аккуратно

Хранить аккумуляторы, судя по рекомендациям производителей, следует в заряженном на 50-70% состоянии, лучше в прохладном месте, при температуре не выше 30°С. Хранение в разряженном состоянии отрицательно сказывается на сроке службы. Как и у всех аккумуляторов, у литий-полимерных есть небольшой саморазряд.

Сборка Li-Po батарей

Для получения батарей с высокой токоотдачей или большой емкости используют параллельное соединение аккумуляторов. Если вы покупаете готовую батарею, то по маркировке можно узнать, сколько в ней банок и как они соединены. Буква Р (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, a S (serial) – последовательно. Например, «Kokam 1500 3S2P» обозначает батарею, соединенную последовательно из трех пар аккумуляторов, и каждая пара образована двумя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500 мАч, т.е. емкость батареи будет 3000 мАч (при соединении параллельно емкость возрастает), а напряжение – 3,7V х 3=11,1V.

Если вы покупаете аккумуляторы отдельно, то перед соединением их в батарею нужно уравнять их потенциалы, особенно это касается варианта параллельного включения, так как при этом одна банка начнет заряжать другую и зарядный ток может превысить значение 1C. Желательно, все купленные банки перед соединением разрядить до 3V током около 0.1- 0.2С. Напряжение надо контролировать цифровым вольтметром с точностью не ниже 0.5%. Это обеспечит надежное функционирование батареи в будущем.

Выравнивание потенциалов (балансировку) также желательно проводить даже уже на собранных фирменных батареях перед их первым зарядом, так как многие фирмы, собирающие элементы в батарею, не балансируют их перед сборкой.

Из-за падения емкости в результате эксплуатации ни в коем случае нельзя добавлять новые банки последовательно старым – батарея будет при этом разбалансирована.

Конечно, также нельзя соединять в батарею аккумуляторы разных, даже близких емкостей – например 1800 и 2000 мАч, а также использовать в одной батарее аккумуляторы разных производителей, поскольку различное внутренне сопротивление приведет к разбалансировке батареи.

При пайке следует соблюдать аккуратность, нельзя допускать перегрева выводов – это может нарушить герметизацию и навсегда «убить» еще не поработать аккумулятор. Некоторые Li-Po аккумуляторы поставляются с уже припаянными кусочками текстолитовой печатной платы к выводам для удобства распайки проводов. При этом добавляется лишний вес – около 1 г на элемент, зато греть места для припайки проводов можно гораздо дольше – стеклотекстолит плохо проводит тепло. Провода с разъемами следует закрепить на корпусе батареи, хотя бы скотчем, чтобы случайно не оторвать их при многократном подключении к зарядному устройству

Нюансы применения Li-Po аккумуляторов

Приведу еще несколько полезных примеров, вытекающих из ранее сказанного, но неочевидных на первый взгляд …

При больших зарядных токах (2 А и более) использование тонких проводов от зарядного устройства до батареи, а также подключение «крокодилами», а не штатными разъемами батареи к заряднику приводит к паразитному падению напряжения в контактах и проводах, зарядник раньше переходит в режим стабилизации напряжения, что увеличивает время заряда. Например, на заряднике «Triton» при использовании штатных проводов с «крокодилами» время заряда на токе 1,5 А увеличивается на 20 мин по сравнению с толстыми (1 мм2) проводами без «крокодилов».

В течение долгой эксплуатации батареи ее элементы из-за изначального небольшого разброса емкостей становятся несбалансированными – какие-то банки «стареют» раньше других и теряют свою емкость быстрее. При большем числе банок в батарее процесс идет быстрее. Отсюда вытекает следующее правило – необходимо контролировать емкость каждого элемента батареи.

В случае обнаружения в сборке аккумулятора, ёмкость которого отличается от других элементов более, чем на 15-20%, рекомендуется отказаться от использования всей сборки, или из оставшихся аккумуляторов спаять батарею с меньшим количеством элементов.

Не рекомендуется «высаживать в ноль» батарею – это лишний риск разрядить самую «плохую банку» в сборке ниже 3V, из-за чего она еще больше потеряет емкость

Современные зарядные устройства имеют встроенные балансиры (balancer), которые позволяют заряжать все элементы в батареи отдельно под чётким контролем. Если зарядное устройство не оборудовано балансиром, то его необходимо приобрести отдельно и заряд аккумуляторов желательно производить с его использованием.

Внешний балансир – это небольшая плата, подключаемая к каждой банке, содержащая нагрузочные резисторы, схему управления и светодиод, показывающий, что напряжение на данной банке достигло уровня 4.17-4.19V. При превышении напряжения на отдельном элементе порога в 4.17V балансир замыкает часть тока «на себя», не позволяя напряжению превысить критический порог.

Следует добавить, что от переразряда некоторых банок в разбалансированной батарее балансер не спасает, он служит только для защиты от повреждения элементов при заряде и средством определения «плохих» элементов в батарее.

Вышесказанное относится к батареям, составленных из трех элементов и более, для двух-баночных батарей балансиры, как правило, не применяют

По многочисленным отзывам, разряд литиевых аккумуляторов до напрряжения 2.7- 2.8V более губительно сказывается на емкости, чем, например перезаряд до напряжения 4.4V. Особенно вредно хранить батарею в переразряженном состоянии.

Существует мнение, что литий-полимерные аккумуляторы нельзя эксплуатировать при отрицательных температурах. Действительно, в технических характеристиках на батареи указан рабочий диапазон 0-50°С (при 0°С сохраненяется 80% емкости аккумулятора). Но тем не менее, использовать Li-Po аккумуляторы при отрицательных температурах, около-10…-15°С, можно. Дело в том, что не нужно перед использованием морозить батарею – положите ее в карман, где тепло. А в процессе использования внутреннее выделение тепла в аккумуляторе оказывается в данный момент полезным свойством, не позволяя батарее замерзнуть. Конечно, отдача аккумулятора будет несколько ниже, чем при нормальной температуре.

Заключение

Учитывая, какими темпами двигается технический прогресс в области электрохимии, можно предположить, что будущее за литиевыми технологиями накопления энергии, если их не догонят топливные элементы. Поживем – увидим…

В чем особенности литий-полимерных аккумуляторов

Литий-полимерный аккумулятор является усовершенствованным вариантом традиционной литий-ионной батареи. Его основным отличием считается использование специального полимерного материала, в котором в качестве наполнения применяются гелеобразные литий-проводящие включения. Такой тип аккумуляторов применяется во многих моделях мобильных устройств, телефонах, цифровых приборах, радиоуправляемых машинах и так далее.

Традиционный литий-полимерный аккумулятор для бытового использования не может выдавать слишком большой ток. Однако сегодня имеются специальные силовые разновидности подобных устройств, которые могут выдавать ток, который во много раз превышает показатели его емкости в ампер-часах.

Устройство литий-полимерного аккумулятора

Разница между литий-полимерным и литий-ионным носителем энергии заключается в типе применяемого электролита. В полимерных батареях применяется специальный полимер с литийсодержащим раствором, а в ионных — обычный гелевый электролит. В силовых системах большинства современных моделей используется именно литий полимерный аккумулятор. Это связано с тем, что он обеспечивает более мощные разрядные токи. Однако слишком жесткого разделения между этими типами аккумуляторов не существует, поскольку они отличаются только характером электролита. Это касается особенностей зарядки и разрядки, правил эксплуатации и техники безопасности.

Основные характеристики

Современный литий-полимерный аккумулятор при одинаковой массе является существенно более энергоемким, чем никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлгидридные (NiMH) батареи. Они имеют количество рабочих циклов примерно 500-600. Напомним, что у NiCd оно составляет 1000 циклов, а у NiMH — около 500. Как и литий-ионные, полимерные носители тоже со временем стареют. Поэтому через 2 года такой аккумулятор потеряет до 20% своей емкости.

Виды силовых литий-полимерных батарей

На сегодняшний день существует два основных вида таких батарей — стандартные и быстроразрядные. Они различаются между собой по уровню максимального разрядного тока. Этот показатель указывают либо в единицах аккумуляторной емкости, либо в амперах. В большинстве случаев максимальный уровень разрядного тока не превышает 3С. Однако некоторые модели могут давать ток в 5С. В быстроразрядных устройствах допускается ток разряда до 8-10С. Однако для бытовой техники быстроразрядные модели не используются.

Особенности применения

Применение литий-полимерного аккумулятора позволяет существенно увеличить время эксплуатации электромотора при сниженном весе самой батареи. Поэтому если заменить обычную батарею NiMH 650 мАч на два обычных литий-полимерных аккумулятора, то можно получить в 3 раза более емкий энергоноситель. При этом такая батарея будет более чем на 10 г легче. Если же взять быстроразрядные батареи, то тогда можно достичь еще более высокой производительности. Такая система станет отличным вариантом не только для небольших моделей самолетов или вертолетов, но и для внушительных радиоуправляемых устройств.

Литий-полимерные батареи, в отличие от литий-ионных, хорошо показали себя при использовании в вертолетах небольшого размера, таких как Hummingbird и Piccolo. Подобные модели с обычными коллекторными моторами могут летать на двух полимерных батареях в течение получаса. При использовании бесколлекторного мотора это время увеличивается до 50 минут. Такой тип аккумуляторных батарей считается идеальным вариантом для комнатных самолетов небольшого веса. Их эффективность в данном случае обуславливается гораздо меньшим весом по сравнению с NiCd батареями.

Единственное направление, в котором литий-полимерный аккумулятор уступает NiCd, это применение в устройствах со сверхвысоким разрядным током до 50 С. Однако, вполне возможно, что уже через несколько лет появятся более мощные батареи такого типа. При этом цены на литий-полимерные, литий ионные и NiCd аккумуляторы являются примерно одинаковыми при той же самой массе устройств.

Особенности эксплуатации

Правила эксплуатации литий-полимерного и литий-ионного аккумуляторов во многом схожи. При использовании батареи полимерного типа необходимо избегать некоторых опасных ситуаций, которые могут нанести ей непоправимый вред:

  • зарядка устройства с напряжением 4,2 вольт на банку;
  • разрядка токами с нагрузочной способностью, превышающей должную;
  • разрядка с напряжением ниже 3 вольт на банку;
  • разгерметизация батареи;
  • нагревание устройства выше 60 градусов;
  • длительное хранение в полностью разряженном состоянии.

Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы отличаются пожароопасностью во время перегревания и переразрядки. Чтобы бороться с таким явлением, все современные батареи оснащаются встроенной электронной системой, которая препятствует переразрядке или перегреванию. Именно поэтому литий-полимерный аккумулятор требует специальных алгоритмов зарядки.

Зарядка

Процесс заряда литий-полимерных аккумуляторов практически ничем не отличается от зарядки литий-ионных батарей. Зарядка большинства литий-полимерных батарей при стартовом зарядном токе в 1С достигается примерно в течение 3 часов. Чтобы достичь полного заряда, необходимо иметь напряжение на аккумуляторе, соответствующее верхнему порогу. Кроме того, необходимым условием является уменьшение тока заряда до 3% от номинального значения. При этом во время подобной зарядки такой аккумулятор всегда остается холодным. Если вы хотите поддерживать батарею постоянно в заряженном состоянии, то тогда подзарядку желательно проводить примерно один раз в 500 часов, что соответствует 20 суткам. Как правило, зарядка обычно проводится в том случае, когда напряжение на выводах аккумулятора снижается до 4,05В. Зарядку прекращают после того, как напряжение на выводах достигнет 4,2В.

Температурный режим заряда

В большинстве литий-полимерных аккумуляторов предусмотрена зарядка при температуре 5-45 градусов при силе тока 1С. Если же температура находится в пределах от 0 до 5 градусов, то тогда рекомендуется перейти на ток в 0,1С. Зарядка при минусовой температуре в данном случае полностью запрещена. Традиционно, считается, что наиболее удачные условия для заряда — это 15-25 градусов. Поскольку все процессы заряда в литий-полимерных и литий-ионных аккумуляторах практически идентичны, то для них можно использовать одни и те же зарядные устройства.

Условия разрядки

Традиционно, такой тип аккумуляторов разряжается при показателях напряжения 3,0В на батарею. Впрочем, некоторые виды устройств необходимо разряжать при минимальном пороге 2,5В. Производители мобильных устройств предусматривают порог выключения 3,0В, который будет годиться для любых типов батарей. То есть, по мере разрядки аккумулятора при включенном мобильном устройстве напряжение постепенно падает и, при достижении показателя 3,0В, прибор автоматически предупреждает вас и сам выключается. Однако при этом устройство все равно продолжает потреблять какое-то количество энергии от батареи. Это требуется для того, чтобы определять нажатие кнопки включения или для других подобных функций. Также энергия здесь может использоваться для собственной схемы защиты и управления. Тем более, что небольшой уровень саморазрядки все таки остается характерным для литий-полимерных носителей. Поэтому если оставить такие аккумуляторы на длительное время, то напряжение в них может упасть ниже 2,5В, что очень вредно. Могут отключиться все внутренние системы защиты и управления. В результате, такие батареи уже не смогут быть заряжены обычными зарядными устройствами. Помимо этого, полная разрядка очень вредна для внутренней структуры батареи. Поэтому полностью разряженный аккумулятор необходимо на первом этапе заряжать минимальным током в 0.1C.

Температурный режим при разрядке

Лучше всего литий-полимерный аккумулятор чувствует себя в условиях комнатной температуры. Если использовать устройство в более жарких условиях, то срок службы батареи может существенно снизиться. Что касается литий-ионной батареи, то такой аккумулятор лучше всего работает при высокой температуре. Вначале она препятствует повышению внутреннего сопротивления батареи, которое считается результатом старения. Правда, в последующем энергоотдача сокращается и повышение температуры ускоряет процесс старения за счет увеличения внутреннего сопротивления.

Литий-полимерный аккумулятор имеет несколько другие условия эксплуатации, так как он обладает сухим и твердым электролитом. Идеальной температурой для его работы является 60-100 градусов. Поэтому такой энергоноситель стал идеальным вариантом для источников резервного питания в регионах с жарким климатом. Их специально помещают в теплоизоляционный корпус со встроенными нагревательными элементами с питанием от внешней сети.

Преимущества литий-полимерных батарей по сравнению с литий-ионными:

  • Литий-полимерный аккумулятор превосходит по емкости и долговечности литий-ионный.
  • Удобство использования в полевых условиях, когда нет возможности управлять температурой.
  • Высокая плотность энергии на единицу веса и объема.
  • Низкая саморазрядка.
  • Тонкие элементы не более 1 мм.
  • Гибкость формы.
  • Отсутствие эффекта памяти.
  • Широкий диапазон рабочих температур от −20 до +40 °C.
  • Незначительность перепада напряжения при разрядке.

Недостатки литий-полимерных батарей:

  • Низкая эффективность при температуре -20 градусов и ниже.
  • Высокая цена.

Ремонт/Перепаковка литий-ионный/литий полимерный Li-ion/LiFepo4 аккумуляторных батарей

Когда приходит необходимость замены  Li-ion/LiFepo4 аккумуляторов для вашей техники, наш сервисный центр ООО «АКК-МАН» готов предоставить услуги по перепаковке, сборке, обслуживанию  Li-ion/LiFepo4 аккумуляторов.

Предлагаем услугу перепаковки аккумулятора. Благодаря нашему предложению у вас есть возможность сэкономить на стоимости новых батарей в сборе. А с учетом того, что их стоимость достаточно высока, то наше предложение становится еще более актуальным. Вы не только экономите деньги, но и избавляетесь от рутины с утилизацией старой батареи.

Итак, в чем суть перепаковки батареи? Мы диагностируем ваш аккумулятор с платой (BMS), извлекаем старые/поврежденные элементы или плату. После этого мы устанавливаем новые элементы/новую плату (BMS) и проводим замену изношенных разъемов и кабелей.

Этапы перепаковки:

— Диагностика и определение неисправности литиевых аккумуляторных батарей / Системы управления батареей (BMS)

— Замена неисправных компонентов / Системы управления батареей (BMS)

— Полная замена литиевых аккумуляторных элементов в батареях, выработавших свой ресурс

Примечания:

— замена компонентов возможна только при их наличии на складе

— При отсутствии необходимых компонентов, возможность их заказа, сроки поставки и стоимость, оговариваются в индивидуальном порядке.

Стоимость

Стоимость зависит от сложности, объёма выполняемых работ и стоимости компонентов и оговаривается при заказе.

Оплата:

При текущем ремонте (замена одного или нескольких компонентов литиевой аккумуляторной батареи) оплата производится после выполнения работ

При полной замене литиевых аккумуляторных элементов в батареях, выработавших свой ресурс, полная предоплата производится до начала выполнения капитального ремонта батареи

Сроки выполнения работ:

При наличии запчастей — в течение 5 рабочих дней

При необходимости заказа запчастей, продолжительность ремонта зависит от сроков поставки запчастей.

Гарантийные обязательства:

Гарантия на устранение заводских дефектов, заменённых компонентов и дефектов сборки, выявленных в процессе эксплуатации — 3 месяца с момента выполнения ремонта.

   

Li-Ion или Li-Po? Выбор типа аккумулятора для геодезических беспилотников

В настоящее время для малых беспилотников используются два основных типа аккумуляторных сборок. Это хорошо всем известные Li-Ро и Li-Ion элементы из которых самостоятельно или в заводских условиях производится сборка готовых изделий с определёнными характеристиками (ёмкость, напряжение, формфактор).

В нашем импровизированном тесте примут участие акккумуляторы производства компании Атлас Аэро (СПб) и ООО ЛиФорс (Томск).

Li-Po аккумуляторы ёмкостью 12000 мАч:

В отличие от традиционных жидких электролитов гелеобразный полимерный электролит, применяемый в литий-полимерных аккумуляторах, позволяет им выдерживать значительные перегрузки. Благодаря малому весу и толщине, сравнимой с толщиной банковских карт, литий-полимерные аккумуляторы имеют широкий спектр применения, и уже давно применяются для БЛА. Отличительными особенностями являются высокие токи разряда (до 100 С).

Li-Ion аккумуляторы формата 18650:

 

Li-Ion 18650 Samsung 35E 

Литий-ионные аккумуляторы обладают высокой энергоемкостью, что позволяет умещать в меньший объем аккумулятора больше энергии. Литий-ионные аккумуляторы можно отнести к долговечным, так как они способны проработать без потери емкости до 3 лет. Особенностями данного типа аккумуляторов являются высокая плотность энергии (до 260 Вт*ч/кг ) и широкий диапазон рабочего напряжения (2,5 В до 4,2 В).

По условиям нашего теста мы хотели бы на первом этапе выяснить теоретическую ёмкость аккумуляторных сборок и предполагаемое время полёта, а уже во второй (практической) части теста мы осуществим реальные полёты и проверим насколько сильно практика отличается от теории.

Для теста мы собрали несколько аккумуляторов, подходящих для использования с БЛА самолётного и мультироторного типа. Для Атлас-135 это Li-Po 4S 12000 mAh и Li-Ion 4S 16000 mAh. При практически равных размерах 190мм х 75 мм х 40 мм и весе около килограмма, заявленная ёмкость +35% в пользу Li-Ion сборки. Если ещё учесть, что стоимость также практически равная, то на первый взгляд выбор очевиден. Но не будем торопиться с выводами, давайте проведём небольшой тест. В ходе теста с помощью специализированного устройства SkyRC BD200 мы получим предварительные данные, которые нам позволят рассчитать примерное время полёта БЛА при использовании различных типов аккумуляторов.

 

SkyRC BD200

Данное устройство позволяет поддерживать постоянную потребляемую мощность (до 200 Вт), либо ток (до 30А). Результаты тестирования можно наблюдать и анализировать на экране компьютера.

ТЕСТ 1

Аккумулятор Li-Ion 4S5P. Заявленная производителем ёмкость 16000 мАч. Постоянная нагрузка 150 Вт/ч, ограничение разряда 2.9В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас-135 «виртуально» пролететь 1 час 23 минуты.

 

Li-Ion 4S 16000 mAh

Аккумулятор Li-Po 4S. Заявленная производителем ёмкость 12000 мАч. Постоянная нагрузка 150 Вт/ч, ограничение разряда 3.3В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас-135 «виртуально» пролететь 1 час 17 минут.

 

Li-Po 4S 12000 mAh

Вот такой «удивительный» результат! Заявленная ёмкость аккумуляторных сборок отличается практически на 35% , а время «теоретического» полёта лежит в приделах статистической погрешности.

ТЕСТ 2

Во втором тесте мы сравним батареи для Атлас Компакт Гео. В отличии от первых испытуемых, они уже не 4S (16.6B), а 6S (22.2B), соответственно абсолютная ёмкость (Вт/ч) больше примерно в полтора раза. В связи с тем, что у Атлас Компакт Гео средняя потребляемая в полёте мощность примерно 300 Вт/ч, SkyRC BD200 нам не подойдёт. Данную нагрузку мы эмитируем с помощью стенда, а характеристики аккумулятора будем контролировать логгером «Eagle Three»

 

Eagle Three Logger

Аккумулятор Li-Ion 6S5P. Заявленная производителем ёмкость 17500 мАч. Постоянная нагрузка 300 Вт/ч, ограничение разряда 2.9В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас Компакт Гео «виртуально» пролететь примерно 60 минут.

 

Li-Ion 6S 17500 mAh

Аккумулятор Li-Po 6S. Заявленная производителем ёмкость 12000 мАч. Постоянная нагрузка 300 Вт/ч, ограничение разряда 3.5В на один элемент. Согласно ниже приведённому графику данная аккумуляторная батарея позволила Атлас Компакт Гео «виртуально» пролететь 45 минут.

 

Li-Po 6S 12000 mAh

В случае с аккумуляторами большей ёмкости (Вт/ч) ситуация серьёзно поменялась. Если в первом случае (4S) разница между Li-Ion и Li-Po лежала в пределах погрешности, то во втором случае (6S) мы видим прирост времени «полёта» в 35%. Полученные результаты позволяют нам сделать предположение, что реальный прирост времени полёта при использовании Li-Ion аккумуляторов будет возрастать с увеличением ёмкости (Вт/ч) сборки. Также на графиках можно проследить совершенно разные «кривые» разряда, что может существенно влиять на лётные характеристики БПЛА и необходимость адаптации ВМГ под эксплуатацию с Li-Ion аккумуляторами .

В следующей, практической части нашего теста, мы совершим реальные полёты на Атлас-135 и Атлас Компакт Гео, чтобы проверить достоверность полученных данных.

Атлас-135

Атлас Компакт Гео

Продолжение следует.

Instagram | Telegram | Facebook — оставайтесь на связи с нами

Разработан аккумулятор, который на 90% дешевле литий-ионного

Литий-ионные батареи играют очень важную роль в мире технологий. Японский инженер, бывший сотрудник Nissan, рассказал о возможности снижения затрат на массовое производство на 90 % при одновременном повышении безопасности.

Хидеаки Хори — японский инженер, работавший в Nissan Motor Co. В 2018 году Хори основал компанию APB Corp. Цель? Производить «полностью полимерные батареи», как он объясняет в статье в газете «Japan Times», опубликованной 8 июля 2020 года. Речь идет о способе производства, который может снизить затраты на 90%! Более подробная информация содержится в пресс-релизе (PDF / 2 страницы), опубликованном 30 июня 2020 года.

По словам Хидеаки Хорие, производство литий-ионных батарей очень дорогое. Дело в том, что себестоимость производства остается очень высокой, несмотря на процесс массового производства, который должен привести к снижению цен. Получается, что такие компоненты, как металлические электроды или жидкий электролит, требуют ультрасовременных производственных линий, сравнимых с заводами по производству полупроводников.

Действительно, речь идет об условиях «чистой комнаты». Эксперт упоминает воздушные шлюзы для контроля влажности, постоянной фильтрации воздуха, а также строгой точности, чтобы избежать загрязнения высокореактивных материалов. Однако затраты таковы, что только немногие ведущие игроки могут позволить себе фабрику.

APB Corp может инициировать небольшую революцию в этом секторе. Замените обычные компоненты стопкой полимерных листов. Чем больше слоев, тем больше емкость аккумулятора.

По словам Хидеаки Хорие, этот процесс позволит упростить производство, как это может быть со сталью. Кроме того, опасения по поводу перенапряжения литий-ионных батарей не будут существовать в случае архитектуры ABP. Этот проект недавно получил поддержку от производителя промышленного оборудования Yokogawa Electric Corp. и производителя углеродного волокна Teijin Ltd. Однако совершенства не существует, и оказывается, что полимеры являются менее проводящими. Другими словами, объем этих новых батарей будет больше для аналогичной емкости.

Однако это ограничение может представлять собой тормоз, несмотря на заманчивые обещания снижения производственных затрат. Таким образом, компаниям, желающим оснастить себя такими батареями, придется столкнуться с ограничениями по размеру.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion) — Экологические автомобили Экологические автомобили

Попытки создания химического источника тока с применением лития начались еще в начале прошлого столетия. Выбор этого щелочного металла не случаен — он химически очень активен. Однако его высокая реакционная способность имеет и обратную сторону. В 70-80-е годы литий-ионные аккумуляторы являлись достаточно опасными изделиями. Бурная реакция лития с электролитом очень часто приводила к взрыву аккумулятора, а из-за взаимодействия дендритов лития с электродом противоположного знака случались короткие замыкания и быстрый нагрев батареи.

Первый литий-ионный аккумулятор

Прогресс электронной промышленности вызвал потребность в энергоемких, легких и быстро перезаряжающихся источниках тока. На возрастающий спрос первой среагировала компания Sony, представив в 1991 году литий-ионный аккумулятор, в котором металлический литий — основная причина взрывов, был заменен ионной формой, более безопасной и эффективной. Положительный электрод первой литий-ионной батареи был создан на основе кобальтата лития, а в качестве отрицательной пластины использовался кокс — углерод, получаемый в процессе термической обработки угля. В дальнейшем кокс был заменен на графит.

Безусловно, для массового коммерческого использования потребовался соответствующий уровень защиты литий-ионных аккумуляторов. Вопросам безопасности и хранения производители уделяли особое внимание. Сегодня все без исключения Li-ion аккумуляторы имеют защиту в виде двухслойного сепаратора, исключающего риск внутреннего короткого замыкания. В схеме защиты современной литий-ионной батареи на полевом транзисторе используется ключ, который при достижении напряжения 4.3 В прерывает процесс заряда. Кроме того, большинство Li-ion аккумуляторов имеют специальный термопредохранитель, разрывающий цепь при нагреве батареи до 90 С.

Литий-ионные батареи для электромобиля

Первоначально Li-ion батареи находили широкое применение лишь в компактных устройствах, таких как сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты, камеры и ноутбуки. Но с недавнего времени литий-ионными аккумуляторами заинтересовались авто производители. Современные li-ion обладают высокими удельными характеристиками: 100-180 Вт*ч/кг и 250-400 Вт*ч/л. Рабочее напряжение может составлять 3,5-3,7 В. Именно поэтому Li-ion батареи считаются лучшей альтернативой никель-металлогидридным. Сегодня литий-ионный аккумулятор может обеспечить электромобилю средний запас хода 150-250 километров, с числом циклов разряда/заряда от 500 до 1500.

Стоимость производства аккумуляторов варьируется от 400 до 800 долларов за 1 кВт*ч, однако компания Panasonic специально для Tesla Motors делает компактные батареи, стоимостью всего 200 долларов за кВт*ч. Это все ещё дорого, и многие специалисты отмечают, что из-за специфики производства лития снижение цен на классические литий-ионные батареи ждать не приходится. Есть и другое мнение.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-ion-pol)

Полимерные литий-ионные аккумуляторы — это эволюция традиционных химических источников тока, новое поколение батарей на основе лития. Здесь анод разделен с катодом посредством полиакрилонитрила — композитного материала, содержащего литиевую соль. При одинаковой удельной плотности Li-ion-pol аккумуляторы способны хранить на 20-25% больше энергии, чем аналогичные литий-ионные. Кроме того, при незначительной разнице себестоимости производства литий-полимерный аккумулятор превосходит обычные батареи в легкости и экологичности.

Недостатки

При всех своих положительных свойствах Li-ion батареи имеют и отрицательные стороны. Вот основные:

  • Главными недостатками современных литий-ионных батарей является их высокая стоимость и все еще низкая экологичная безопасность;
  • Использование Li-ion аккумуляторов в электромобиле не может иметь массовый характер, так как производство лития ограниченно;
  • Литиевые батареи достаточно быстро стареют, вне зависимости от того работает ли аккумулятор или просто лежит без дела.
  • Холод способствует быстрому разряду батареи. В тоже время низкая температура (3-5 C) является важным фактором, сдерживающим потерю емкости при их хранении.

У литий-инного аккумулятора ограниченный потенциал, который современная наука пока ещё не достигла. Поиски наилучшего материала для катода привели к появлению целого семейства химических источников тока на основе лития, различающихся друг от друга энергоёмкостью и параметрами режимов разряда/заряда. Работа над созданием идеального аккумулятора продолжается.

Объем и анализ рынка литий-ионных аккумуляторных батарей

Обладая более чем 200-летним коллективным отраслевым опытом своих аналитиков и экспертов, Allied Market Research (AMR) включает в себя наиболее надежную методологию исследования для анализа рынка и отраслевого анализа. Мы не только изучаем самые глубокие уровни рынков, но и крадемся через их мельчайшие детали для целей наших рыночных оценок и прогнозов. Наш подход помогает в формировании большего рыночного консенсуса в отношении размера, формы и отраслевых тенденций в каждом отраслевом сегменте.Мы внимательно учитываем отраслевые тенденции и реальные события для определения ключевых факторов роста и будущего развития рынка. Результаты наших исследований являются результатом высококачественных данных, мнений и анализа экспертов, а также ценных независимых мнений. Наш исследовательский процесс призван обеспечить сбалансированное представление о мировых рынках и позволить заинтересованным сторонам принимать обоснованные решения.

Мы предлагаем нашим клиентам исчерпывающие исследования и анализ, основанные на широком спектре фактических данных, которые в основном включают интервью с участниками отрасли, надежную статистику и региональную разведку.Наши штатные отраслевые эксперты играют важную роль в разработке аналитических инструментов и моделей, адаптированных к требованиям конкретного сегмента отрасли. Эти аналитические инструменты и модели очищают данные и статистику и повышают точность наших рекомендаций и советов. Благодаря откалиброванному исследовательскому процессу AMR и методологии оценки данных на 360 градусов наши клиенты гарантированно получат:

  • Последовательные, ценные, надежные и действенные данные и анализ, на которые можно легко ссылаться для стратегического бизнес-планирования
  • Технологически сложные и надежные идеи с помощью хорошо проверенной и достоверной методологии исследования
  • Проведены государственные исследования, которые представляют реальную картину рынка

Таким образом, используя надежную методологию, мы уверены, что наши исследования и анализ являются наиболее надежными и гарантируют правильное бизнес-планирование.

Вторичные исследования
Мы ссылаемся на широкий спектр отраслевых источников для наших вторичных исследований, которые обычно включают; Тем не менее, не ограничиваясь: документы компании SEC, годовые отчеты, веб-сайты компаний, брокерские и финансовые отчеты и презентации для инвесторов о конкурентном сценарии и форме отрасли

  • Патентные и нормативные базы данных для понимания технических и юридических событий
  • Научно-технические письменные материалы для информации о продукте и связанных с этим привилегий
  • Региональные правительственные и статистические базы данных для макроанализа
  • Аутентичные новые статьи, веб-трансляции и другие связанные релизы для оценки рынка
  • Внутренние и внешние собственные базы данных, ключевые индикаторы рынка и соответствующие пресс-релизы для рынка оценки и прогноз

Первичное исследование
Наши основные исследовательские усилия включают установление связи с участниками через почту, телереговоры, направления, профессиональные сети и личное общение.Мы также находимся в профессиональных корпоративных отношениях с различными компаниями, что позволяет нам более гибко обращаться к участникам отрасли и комментаторам для проведения интервью и обсуждений, выполняя следующие функции:

  • Проверяет и улучшает качество данных и усиливает результаты исследований
  • Дальнейшее развитие аналитической команды понимание и опыт рынка
  • Предоставляет достоверную информацию о размере рынка, доле, росте и прогнозах.

Наши первичные исследовательские интервью и дискуссионные панели, как правило, состоят из наиболее опытных участников отрасли.Эти участники включают: однако, не ограничиваясь:

  • Исполнительными директорами и вице-президентами ведущих корпораций по отраслям
  • Менеджеры по продуктам и продажам или руководители стран; торговые партнеры и дистрибьюторы высшего уровня; эксперты в области банковского дела, инвестиций и оценки Ключевые лидеры мнений (KOL)

Инструменты и модели аналитика
AMR разработала набор аналитических инструментов и моделей данных, чтобы дополнить и ускорить процесс анализа. Что касается рынков, где имеется значительный недостаток информации и оценок, группа экспертов и аналитиков AMR разрабатывает специальные аналитические инструменты и отраслевые модели для преобразования качественных и количественных показателей отрасли в точные отраслевые оценки.Эти модели также позволяют аналитикам изучать перспективы и возможности, преобладающие на рынке, чтобы точно прогнозировать курс рынка.

Литий-ионный или литий-полимерный — что лучше?

На рынке павербанков представлено 2 типа аккумуляторов — литий-ионные и литий-полимерные. Кто-то сказал, что литий-полимерный намного лучше, потому что литий-ионный будет исследовать. Это правда? Поговорим об этом сегодня.

Рабочий

Это 4 компонента внутри литий-ионной батареи, как показано ниже.

1). положительный электрод: изготовлен из химического соединения, называемого оксидом лития-кобальта

2). отрицательный электрод: изготовлен из углерода

3). электролит: соль лития в органическом растворителе

4). сепаратор: предотвращает контакт между катодом и анодом и предотвращает короткое замыкание.

Когда батарея заряжается, оксид лития-кобальта положительного электрода высвобождает ионы лития. Затем ионы проходят через электролит, поэтому аккумулятор сохраняет энергию.

Напротив, эти ионы лития возвращаются в оксид лития-кобальта из углерода. Таким образом, аккумулятор обеспечивает энергией наше устройство. Так работает литий-ионный аккумулятор.

Литий-ионный полимерный аккумулятор обычно известен как литий-полимерный аккумулятор. Это перезаряжаемый аккумулятор, в котором используется литий-ионная технология и полимерный электролит вместо жидкого электролита. Вот почему он немного отличается от литий-ионных аккумуляторов.

Разница между Li-ion и LiPo

Теперь поговорим о разнице.

Как правило, у обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы.

Плюсы литий-ионного аккумулятора

1. Он имеет очень высокую плотность энергии.

2. Отсутствует эффект памяти (эффект, который затрудняет зарядку аккумулятора с течением времени).

3. Низкая стоимость производства по сравнению с литий-полимерным аккумулятором

4. Низкий уровень обслуживания аккумулятора

Минусы литий-ионного аккумулятора

1. Он имеет постепенный саморазряд, но это не имеет особого значения если он всегда используется.

2. Эти батареи нестабильны по своей природе и также подвержены старению. Возможно опасно. Если когда-либо нарушится барьер между положительным и отрицательным электродами, химическая реакция может вызвать возгорание.

3. Эффективность со временем снижается.

4. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения более безопасной работы.

Плюсы литий-полимерного аккумулятора

1. Он гибкий и имеет прочную конструкцию.

2.У него меньше шансов утечки электролитов, и, следовательно, они немного безопаснее.

3. Обладает очень низким уровнем саморазряда.

4. Легкий вес.

Минусы литий-полимерного аккумулятора

1. У него более короткий жизненный цикл.

2. Низкая плотность энергии хранит меньше энергии, чем литий-ионный аккумулятор такого же размера.

3. Стоимость изготовления высокая.

Что безопаснее?

Итак, литий-полимерный аккумулятор намного безопаснее?

Судя по видео, вы можете видеть, что литий-полимерный аккумулятор тоже может взорваться, хотя он имеет повышенную безопасность.

Однако опасность возникает только тогда, когда он перезаряжен или подвергается экстремальным условиям.

Хотя в новостях вы можете увидеть много возгораний аккумуляторных батарей, вы, вероятно, не так часто встречаетесь в обычных бензиновых автомобилях. Тем не менее, бензин гораздо более легковоспламеняющийся. Итак, дело в том, как вы с этим справляетесь.

Если вы покупаете пауэрбанки с мультизащитой, как у Morui, то о возможном возгорании беспокоиться не стоит.

Заключение

Все больше производителей используют литий-полимерные аккумуляторные элементы вместо литий-ионных аккумуляторов 18650.Это не значит, что у Li-poly лучше. Просто для создания более компактных размеров.

Когда вам нравится покупать power bank, вы должны быть уверены, что у них есть существенная множественная защита.

Преимущества и недостатки литий-ионных полимерных аккумуляторов — знания о батареях

Литий-полимерный аккумулятор

является перезаряжаемым и использует полимерный электролит вместо жидкого электролита. Эти литий-ионные батареи дают более высокую энергию по сравнению с другими типами литиевых батарей.Кроме того, липоэлементы дают производителям широкий спектр преимуществ, благодаря чему они производят различные формы. Они используются в серьезных приложениях, требующих веса, включая мобильные телефоны, компьютеры и радиоуправляемые аппараты. У аккумуляторов Lipo есть плюсы и минусы, а также есть особенности, которые необходимо проверить, чтобы выбрать качественный аккумулятор.

Какие преимущества у литий-ионного полимерного аккумулятора?

Плотность энергии

Литий-ионная батарея имеет удвоенную плотность энергии по сравнению со стандартной батареей.Они были оценены как самые высокие, обеспечивая плотность в технологии ячеек. Плотность составляет от 100 до 265 Втч / кг или от 250 до 670 Втч / л. кроме того, Lipo предлагает 3,6 В, что в три раза больше, чем другие аккумуляторные батареи, такие как никель-металлогидридные и никель-кадмиевые. Таким образом, аккумулятор может обеспечивать более высокие токи для критически важных приложений.

Отсутствие эффекта памяти

Эффект памяти — это процесс, когда повторяющиеся циклы зарядки или разрядки приводят к снижению емкости аккумулятора.Литий-ионный полимер не обладает эффектом памяти, обычным эффектом в технологиях Ni-MH и Ni-Cd.

Низкотемпературный большой ток Источник питания аварийного пуска 24 В Характеристики батареи: 25,2 В 28 Ач (литиевая батарея), 27 В 300 Ф (блок суперконденсаторов) Температура зарядки : -40 ℃ ~ + 50 ℃ Температура нагнетания: -40 ℃ ~ + 50 ℃ Пусковой ток: 3000A

Низкая скорость разряда

Литий-ионные батареи имеют фиксированную скорость разряда примерно от 1,5% до 2% каждый месяц. Кроме того, в них нет токсичного кадмия; таким образом, от них легко избавиться.

Сейф

Было предпринято множество попыток изготовить литиевые аккумуляторные батареи. Это связано с тем, что металлический литий нестабилен во время зарядки. По этой причине исследования перешли с металлической литиевой батареи на неметаллическую, в которой используются ионы лития. Хотя литий-ионный ион имеет более низкую плотность энергии по сравнению с металлическим литием, он безопасен. Повысьте меры безопасности, соблюдая меры предосторожности при зарядке или разрядке.

Низкие эксплуатационные расходы

Литий-ионные батареи требуют меньшего обслуживания, чем другие батареи.Следовательно, им не нужно ездить на велосипеде для поддержания жизненного цикла.

Приложения

Литий-ионные батареи заменили другие аккумуляторные батареи в электронных устройствах, включая ноутбуки и смартфоны. Кроме того, он питает электрические системы в самолетах, таких как Boeing 787, где вес является проблемой. Кроме того, Lipo используется в качестве источника топлива в электромобилях, включая Tesla Model S и Nissan Leaf.

Специальные элементы

Ячейки могут давать большой высокий ток, используемый в серьезных приложениях, таких как электроинструменты.

Какие недостатки литий-ионного полимерного аккумулятора?

Перегрев

Литий-ионный, несмотря на превосходную технологию, имеет недостатки. Батареи могут перегреться и выйти из строя при высоком напряжении. Эта проблема может привести к возгоранию и тепловому выходу из строя. Например, сообщается, что загорелся Boeing 787. Эти батареи связаны с риском, из-за которого самолеты не будут выполнять массовые перевозки.

Защитные механизмы

Для литий-ионных аккумуляторов необходимы защитные механизмы для снижения внутреннего давления и напряжения.Эти проблемы имеют тенденцию к снижению производительности, а также к увеличению веса.

Хрупкий

Литий-ионный аккумулятор хрупок и требует схемы защиты для повышения безопасности работы. Встроенная схема защиты не допускает падения напряжения элемента во время разряда. В большинстве пакетов ограничен максимальный ток заряда и разряда от 1С до 2С. Избавьтесь от литиевого покрытия, соблюдая меры предосторожности, такие как мониторинг температуры.

Старение

Старение — серьезная проблема, о которой производители не говорят.Литий-ионные аккумуляторы подвержены старению. Это означает, что батареи могут выйти из строя на срок от двух до трех лет. Однако другие технологии также сталкиваются с этой проблемой. Например, никель-металл-гидридный металл быстро стареет при воздействии экстремальных температур. Храните аккумулятор в хорошем прохладном и сухом месте, чтобы ограничить процесс старения. Рекомендуемая температура составляет 15 градусов Цельсия. Также зарядите аккумулятор до 40% во время хранения.

Транспортировка

Литий-ионные батареи имеют ограничения на транспортировку в больших количествах, поэтому подлежат контролю.Тем не менее, ограничение не распространяется на личные батареи. Это относится к международным и внутренним перевозкам по морю, суше и воздуху. Кроме того, содержание лития определяется количеством ячеек и емкостью в каждой упаковке. Любое содержание лития в каждой батарее от 1,5 до 8 граммов классифицируется как опасный материал.

Дорого в производстве

Литий-ионные полимерные батареи дороги в производстве, их стоимость примерно на 40% выше, чем у никель-кадмиевых.

Как выбрать качественный литий-ионный полимерный аккумулятор?

Перезаряжаемые батареи производятся разных размеров, форм и диапазона от мегаваттных систем до кнопочных элементов. Используемые материалы получены из очень отличной комбинации электролита и электрода. При выборе качественной литий-ионной полимерной батареи необходимо учитывать следующие особенности.

Низкая температура Высокая плотность энергии Прочный полимерный аккумулятор для ноутбука Спецификация батареи: 11.1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2C емкость разряда ≥80% Пыленепроницаемость, устойчивость к падению, защита от коррозии, защита от электромагнитных помех

Емкость

Емкость аккумулятора отображается в ампер-часах. Его можно увеличить, подключив батареи параллельно. Умножьте напряжение на мощность и получите накопленную электроэнергию в киловатт-часах.

Размер

Правильный размер батареи получается путем вычисления дневного потребления и деления на ток-напряжение.Вы можете получить минимальную мощность, разделив результат на 0,5.

Производительность

Удельная плотность энергии колеблется от 100 до 250 Втч / кг. Объемная плотность энергии от 250 до 680 Втч / л. с другой стороны, удельная мощность колеблется в пределах 300-1500 Вт / кг.

Напряжение

Напряжение батарей указано в вольтах (В). Нормальное напряжение составляет 3,6 В / элемент, в то время как у других производителей напряжение составляет 3,70 В / элемент. По этой причине они получают рыночное преимущество, поскольку высокое напряжение увеличивает количество ватт-часов.

Использование

Они обеспечивают большую плотность энергии для питания различных устройств. К небольшим устройствам относятся смартфоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты, фонарики, игровые приставки, планшеты, электронные сигареты и видеокамеры. К электроинструментам относятся шлифовальные машины, дрели, пилы, ножницы для живой изгороди и ножницы для взбивания. Электромобили — это скутеры, инвалидные коляски, мотоциклы, самолеты, велосипеды, радиоуправляемые самолеты, электромобили и личные транспортеры.

Цена

Стоимость варьируется в зависимости от цвета и размера аккумулятора.Даже несмотря на то, что литиевые продукты дороги, вам понравятся результаты.

Заключение

Литий-ионный аккумулятор стал наиболее перспективным и быстрорастущим аккумулятором на рынке. Сегодня аккумулятор становится все более популярным у покупателей. Что касается веса, литий — самый легкий металл; таким образом, батарея побеждает другие батареи. Кроме того, он обеспечивает большой электрохимический потенциал и удельную энергию веса. Это безопасный аккумулятор, если вы соблюдаете меры предосторожности во время зарядки или разрядки.Кроме того, Lipo требует меньшего обслуживания, чем другие батареи. Однако лучше следовать советам производителя по обслуживанию, чтобы продлить срок службы. Батарея стоит ноги, но вы будете счастливы не заменять новую батарею раньше, чем другие.

Что такое литий-ионный полимерный аккумулятор?

Литий-ионные полимерные батареи широко известны как литий-полимерные батареи. Они относятся к семейству аккумуляторных (вторичных) батарей. Эти батареи произошли от литий-ионных батарей.В литий-ионных батареях электролит состоит из органического растворителя, а литий-полимерные батареи состоят из твердого полимерного электролита, такого как полиэтиленоксид или полиакрилонитрил. Этот электролит представляет собой пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но допускает ионный обмен. Полимерный электролит заменил обычный пористый сепаратор, который погружен в электролит.

Основным преимуществом литий-полимерных (Li-Po) батарей является то, что они имеют гибкую структуру, которая позволяет производителям формировать их по-разному.Li-Po батареи используются в радиоуправляемом оборудовании, таком как радиоуправляемые самолеты, радиоуправляемые автомобили и крупномасштабные модели поездов. Они также являются популярным выбором в портативных электронных устройствах, таких как планшетные компьютеры, игровые консоли и электронные сигареты.

Обзор преимуществ:

1. Наиболее убедительным преимуществом литий-полимерных батарей является то, что они бывают гибкой формы и могут быть преобразованы в любую форму экономичным образом.

2. Использование твердого полимерного электролита исключило риск утечки электролита из аккумуляторов.

3. Повышенные коэффициенты безопасности по сравнению с другими аккумуляторными батареями. Они более устойчивы к перезарядке.

4. Поскольку они не имеют металлической оболочки, содержат гелевый электролит, они легче Li-On аккумуляторов.

Недостатки:

1. Литий-полимерные батареи в настоящее время дороже обычных литий-ионных батарей.

2. По сравнению с Li-On аккумуляторами они имеют низкую плотность энергии и меньший срок службы.

Похожие сообщения:

Общие сведения о воздушно-литиевой батарее

Что такое Li-On батареи?

4 типа воздушно-литиевых батарей

Электролит в батарее

Металлы, используемые в батареях

Химические вещества, используемые в батареях

Jameco Reliapro: литий-ионно-полимерный аккумулятор 3.7V 500mAh аккумулятор: батареи

Вернуться к началу

Обзор

Литий-ионно-полимерный аккумулятор 3,7 В, 500 мАч, перезаряжаемый

Примечание по продукту: Батарея может иметь маркировку LP503035 или LJ503035, но они одинаковы.

Литий-ионно-полимерные батареи, также известные как «липо» или «липоли», компактные и мощные. Выходной сигнал колеблется от 4,2 В при полной мощности до 3,7 В. Эта батарея имеет емкость 500 мАч, что в сумме составляет около 1,9 Втч, поэтому она хороша для небольших проектов с низким энергопотреблением.

Батареи поставляются с оригинальным 2-контактным разъемом JST-PH (шаг 2 мм), как показано на рисунке, и включают необходимые схемы защиты. Включенная в комплект схема защиты предохраняет аккумулятор от слишком высокого (чрезмерная зарядка) или низкого (чрезмерного использования) напряжения, что означает, что аккумулятор отключится, когда полностью разрядится при напряжении 3,0 В. Это также защитит от коротких замыканий на выходе. Однако даже с этой защитой, очень важно, чтобы вы использовали только LiIon / LiPoly зарядное устройство постоянного напряжения / постоянного тока для их подзарядки и с током 500 мА или меньше. Мы предлагаем зарядное устройство Micro Lipo с номиналом по умолчанию 100 мА. Вы также можете установить Micro Lipo на 500 мА для более быстрой зарядки.

Как и в большинстве липосакций, в продаваемых нами аккумуляторах нет встроенных термисторов. Вот почему мы предлагаем зарядку при 1С или даже меньше — от 100 до 500 мА — это хороший показатель, который доступен через любой порт USB при использовании зарядного устройства с питанием от USB. .

Дополнительные указания по безопасности: Не используйте никель-металлгидридные / никель-кадмиевые / свинцово-кислотные зарядные устройства! Также не злоупотребляйте этими батареями, не закорачивайте, не сгибайте, не раздавливайте и не прокалывайте. Никогда не заряжайте и не используйте без присмотра. Всегда постоянно проверяйте батареи и окружающие цепи на предмет повреждений, неплотной проводки или возможности короткого замыкания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *