Li ion li polymer что лучше: Чем отличаются литий-полимерные от литий-ионных аккумуляторов? — Интернет-магазин MyPowerbank.com.ua

Li-Ion или Li-Po — какой аккумулятор лучше выбрать? | NEOVOLT.RU Надёжные аккумуляторы

Neovolt.ru ➡ Блог ➡ Сравнения

Есть ли разница между литий-ионным (Li-Ion) и литий-полимерным (Li-Po) аккумуляторами при выборе телефона или ноутбука, какие отличия и что лучше купить?

Узнайте, какие есть отличия между Li-Ion и Li-Po аккумуляторами.

Узнайте, какие есть отличия между Li-Ion и Li-Po аккумуляторами.

Разница между литий-ионным и литий-полимерным типами аккумуляторов значительна, если полимерный материал выступает в качестве электролита. Здесь вы узнаете особенности каждого типа батареи и сможете сделать правильный выбор.

Посмотрите, какими бывают аккумуляторы для телефонов и смартфонов — их типы и характеристики.

Забегая наперёд, поспешим вас успокоить — при покупке смартфона, планшета или ноутбука тип аккумулятора внутри вам встретится один и тот же. И чтобы там ни было указано — Li-Ion или Li-Po, это меньше всего повлияет на время работы и характеристики устройства в целом.

Например, модель процессора или версия прошивки для общей автономности мобильного гаджета (имейте ввиду, что речь не об инструментах) куда важнее типа аккумулятора. Выбирайте наиболее ёмкую батарею и читайте отзывы от реальных пользователей.

На корпусе АКБ может быть указано Li-Ion или Li-Ion Polymer, но в последнем случае полимер используется в корпусе батареи, а не в составе электролита.

На корпусе АКБ может быть указано Li-Ion или Li-Ion Polymer, но в последнем случае полимер используется в корпусе батареи, а не в составе электролита.

Отличия литий-ионного от литий-полимерного аккумулятора

Во всех известных смартфонах, планшетах, ноутбуках, смарт-часах и других портативных гаджетах наиболее подходящий аккумулятор рассчитывается на этапе проектирования на этапе инженерного конструирования.

Производители последние годы с особым усердием стремятся внедрить новейшие технологии энергосбережения.

Порой разработчикам удаётся достичь максимально длительного цикла автономности. Но в угоду концептуальных особенностей будущего продукта (например, тонкий корпус или огромная камера без увеличения габаритов) даже самые крутые системы экономии расхода заряда могут быть «задушены».

Поэтому нам покупателям остаётся идти на компромисс и выбирать характеристики, которые подходят для конкретных целей.

Ходите в походы или много путешествуете — выбирайте долгий срок службы батареи в ущерб габаритам и грациозному внешнему виду. Любите выкладывать телефон на стол в дорогом ресторане? Тогда отнеситесь к нему как к аксессуару — пусть он будет работать меньше, зато лишний раз подчеркнёт статус владельца.

Li-Ion или Li-Po — какой аккумулятор лучше выбрать?

Тип аккумулятора (литий-ионный и литий-полимерный) здесь никак не влияет на оценку гаджета — это часть инженерного расчёта под выбранную концепцию, где стоит выбор между, условно говоря, конструкцией «попроще и дешевле» или «посложнее, но дороже».

Если вы хотите самостоятельно определить самый выносливый аппарат среди конкурентов, то лучше обратиться к профессиональным обзорам или хотя бы отзывам реальных пользователей. Эта информация расскажет вам гораздо больше о качестве батареи, чем её принадлежность к литий-ионной или литий-полимерной технологии.

Неважно, какой тип размещён в мобильном устройстве, просто не беспокойтесь об этом!

Вот вам факт от экспертов «Battery University» — в современных гаджетах практически не встречаются литиевые батареи на основе полимера, нам предлагают литий-ионные полимерные батареи, в которых применяется ламинированная оболочка вместо жёстких корпусов, как у обычных литий-ионных батарей.

Чаще всего литий-полимерной батареей называют литий-ионный аккумулятор в эластичной полимерной оболочке с компактными габаритами.

Вы когда-нибудь задумывались, почему производители Li-Ion Polymer на некоторых батареях (например, на iPhone и других смартфонах)? Теперь вы знаете, что здесь на самом деле происходит.

Из-за путаницы названий разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором, когда речь идёт о портативной электронике, по факту минимальная. Давайте остановимся подробнее на слабых и сильных сторонах каждого типа АКБ.

Плюсы литий-ионной (Li-Ion) батареи

+ высокая плотность
+ нет эффекта памяти
+ низкая стоимость

Минусы литий-ионной (Li-Ion) батареи

— Может вздуваться и разрушаться
— Риск самовоспламенения
— Изнашивается с возрастом

Этот тип аккумулятора (Li-Ion) используется в таких легендарных устройствах, как: iPhone 4S, Apple MacBook Air 11″, Apple iPod Photo, iPod Video и во многих других гаджетах.

Плюсы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи

+ Прочный и эластичный
+ Низкопрофильный и компактный
+ Снижен риск утечки электролита

Минусы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи

— Дороже в производстве
— Быстрее изнашивается
— Неразвиты поставки (логистика)

Такой тип литиевого аккумулятора (Li-Po/Li-Poly) используется, например, в смартфонах: Xiaomi Redmi 5, Redmi Note 4x.

А также в ряде «Айфонов»: iPhone 4, iPhone 5, iPhone 5C, iPhone 5S, iPhone 6, iPhone 6S, iPhone 7, iPhone 8, iPhone SE, iPhone X.

Узнайте больше об аккумуляторах

Какой бы аккумулятор вы выбрали — Li-Ion или Li-Po? Ответьте в комментарии ниже или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Теги: Телефоны | Смартфоны | Планшеты | Ноутбуки | Смарт-часы | Характеристики | Li-Ion | Li-Poly | База знаний

особенности и отличия устройств, как лучше их эксплуатировать

Развитие разных технологий с использованием автономных источников питания постоянно повышает требования к аккумуляторным батареям. Аккумуляторы на основе никеля постепенно заменяются литиевыми. Технические характеристики при этом совершенствуются и становятся лучше. Li-polymer и Li-Ion — новые устройства, способные обеспечивать энергией аппараты начиная с мобильных телефонов и заканчивая электромобилями и летательными аппаратами.

Особенности литиевых аккумуляторов

Опыты по созданию литиевых батарей начались ещё в 1912 году, но только в начале 70-х годов появились первые батареи, которые стали использоваться в бытовых приборах. Создание аккумуляторов на основе лития было затруднено в связи с тем, что при работе с циклами заряд-разряд уменьшается тепловая стабильность и возникает опасность воспламенения устройства.

В результате исследований были разработаны устройства на основе ионов лития.

Достоинства и недостатки Li-Ion

Li-Ion безопасны и обладают большим количеством преимуществ. Сейчас существует много видов аккумуляторов Li-Ion, они имеют различные характеристики, но можно говорить об общих для всех типов преимуществах и недостатках. Некоторые из проблемных мест вызвали необходимость разработки Li-polymer батарей.

Li-Ion батареи всегда цилиндрической формы. Основные достоинства этого типа устройств:

• Высокая энергетическая ёмкость. Энергия отдаётся заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого значения.
• Низкий саморазряд.
• Не требуют обслуживания.
• Не нужны циклы разряда для восстановления ёмкости.

Главный недостаток — необходимость защитных мер, ограничивающих напряжение при зарядке и максимальные значения тока при зарядке и разрядке. Это противодействует воспламенению элемента. Дополнительным минусом этого типа батарей является старение.

Даже если батарея не используется, со временем происходит значительное уменьшение ёмкости.

Li-polymer батареи

Проблемы с обеспечением электробезопасности Li-Ion привели к созданию батарей, в которых жидкий электролит заменили на полимер. Благодаря твёрдому наполнению, аккумуляторы могут принимать любую форму и имеют малую толщину. Обычно они выпускаются в форме пластины или бруска, что позволяет удобно размещать их в батарейном отсеке. Ли-Пол — это новый тип батарей экологически безопасный, обладающий большой плотностью заряда. Используется в мобильных телефонах, фотоаппаратах, цифровой технике.

Недостатки аккумуляторов типа Li-polymer:

• Полностью выходят из строя при глубоком разряде.
• Обычные бытовые аккумуляторы не отдают больших токов разряда, силы тока может не хватать для работы устройств. Однако, существуют специальные силовые батареи, способные отдавать ток 10C и больше. C — ток разряда аккумуляторной батареи. Соответствует времени разряда аккумулятора, выраженном в часах, при максимально допустимом токе.
• Не предназначены для работы в зоне низких температур.

Для того чтобы сгладить все эти недостатки, производители батарей добавляют небольшое количество гелевого электролита к полимерному.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации разделяются на зависящие от пользователя и на регулируемые специально встроенным в аккумулятор контроллером. Напряжение аккумулятора должно находиться в интервале 4,2—2,7 В. Это максимальные и минимальные значения. В зависимости от материала электродов эти цифры могут немного изменяться. Контроллеры не позволяют напряжению в аккумуляторе во время заряда стать больше

4.2 В, а минимальное напряжение будет зависеть от устройства, в котором батарея используется.

Для сложной техники может не хватить минимального напряжения и потому в телефонах и планшетах часто имеется дополнительный контроллер.

Наибольшая долговечность источника питания обеспечивается при уровне заряда 45%. При больших или меньших значениях срок службы прибора уменьшается.

Правила, которые должны соблюдать пользователи, способны значительно увеличить срок службы аккумулятора. Основные рекомендации:

• Стараться не доводить батарею до минимального заряда. Если прибор отключился, то необходимо быстро поставить его на зарядку.
• Не бояться частых подзарядов, это невредно для источника питания.
• Избегать перезаряда. Контроллер может зарядить аппарат до 100% при комнатной температуре, но когда прибор нагреется, то получится, что заряд будет выше 100%. Это очень плохо влияет на долговечность батареи.

Какой аккумулятор лучше использовать: Li-pol или Li-ion, производители оборудования решают исходя из конкретных технологических процессов и характеристик изделия. Разница между этими источниками питания не очень велика. Но, хотя свойства обоих видов аккумуляторов похожи, особенность Li-polymer состоит в том, что в нём используется твёрдый электролит, а гелевый добавляется только для увеличения ионной электропроводности.

Развитие технологий позволяет ожидать двух-трёхкратного увеличения ёмкости батарей в ближайшие годы, но вместе с этим будут уменьшаться размеры, так что время работы, вероятно, не изменится.

в чем разница и какой лучше?. Статьи компании «InProTech»

Сегодня мобильный телефон или, как сейчас принято говорить “смартфон” есть практически у каждого человека, а некоторые предпочитают иметь в пользовании даже 2 и больше. С появлением таких компаний как Xiaomi и Huawei смартфон с огромным количеством разных “примочек” может позволить себе каждый, поскольку цена на них более чем доступна.

 

Каждый из нас считает свой телефон чем-то особенным, частичкой себя, а для многих молодых людей смартфон — вся их жизнь. Мы очень редко выходим из дома или офиса не проверив наличие своего гаджета в кармане или сумке, а когда понимаем, что забыли — непременно возвращаемся обратно. Смартфон хранит в себе невероятное количество информации, он позволяет нам в любую минуту фотографировать, снимать видео, что-то “загуглить”, читать любимые новости или книги, слушать музыку, играть в различные игры, он наша напоминалка, календарь, блокнот и будильник. На первый взгляд телефон — это волшебный предмет, вселенная в одной маленькой пластиковой коробочке, но, к сожалению, это не так, поскольку любой смартфон имеет свойство ломаться и тогда наступает момент паники, когда мы — “как без рук”.

 

Аккуратное пользование смартфоном сохранит его сенсор и дисплей, но это не единственные запчасти в телефоне, которые часто нас подводят, чаще всего причина поломки гаджета — аккумулятор и именно он основная тема нашей статьи. В этом материале мы подробно рассмотрим виды аккумуляторов и поможем обычному потребителю разобраться какая именно батарея ему нужна — Li-Ion или Li-Pol.

 

Итак, начнем с Li-Ion (литий-ионных) батарей. Литий-ионный аккумулятор — наиболее распространенный и самый популярный сегодня тип батарей к телефонам.

Рассмотрим преимущества литий-ионных аккумуляторов:

 

• отсутствует эффект памяти, что позволяет пользоваться аккумулятором в обычном режиме, без периодического полного разряда/заряда;

• достаточно низкая цена;

• простота конструкции (батарея зачастую состоит из одного элемента) и обслуживания;

• большой жизненный цикл;

• высокая энергетическая плотность.

Большинство пользователей сегодня выбирают именно этот тип аккумуляторов, руководствуясь вышеперечисленными преимуществами и новизной, но многие из них забывают ознакомится и с недостатками Li-Ion батарей. Давайте разберемся теперь в “минусах”:

• нестандартный формат;

• аккумулятор быстро изнашивается не только во время работы, но когда просто лежит в коробке;

• достаточно долгое время полного заряда;

• высокая взрывоопасность.

Литий-ионные батареи пользуются большой популярностью, но практически каждый потребитель, который не поленился и разобрался во всех тонкостях работы аккумуляторов такого типа задумается прежде, чем его приобрести. В связи с этим производители батарей для мобильных телефонов отдают предпочтение более компактным и менее опасным литий-полимерным (Li-Pol) аккумуляторам. Давайте же рассмотрим особенности этих батарей, их “плюсы” и “минусы”, выясним в чем их превосходство над Li-Ion батареями.

Начнем с “+”  Li-Pol аккумуляторов:

 

• высокая универсальность;

• компактность и незначительный вес;

• высокая емкость;

• короткое время заряда;

• длительный процесс изнашиваемости

 

 

Среди “-” Li-Pol аккумуляторов стоит отметить такие:

Литий-полимерные аккумуляторы старше чем литий-ионные и более совершенные, обеспечивают высокий уровень безопасности и имеют хорошие качественные характеристики.

Давайте подытожим напечатанный выше текст: в сравнительной характеристике конечно же более выигрышными выглядят  Li-Pol аккумуляторы, но на практике, в работе разница между ними небольшая и достаточно тяжело с полной уверенностью сказать какой из двух типов лучше, поскольку мы никогда не можем быть уверены в качестве материалов, которые использует производитель.

Lithium ion polymer battery — Вэб-шпаргалка для интернет предпринимателей!

Инженерная мысль непрерывно развивается: ее стимулируют постоянно возникающие проблемы, требующие для своего решения разработки новых технологий. В свое время на смену никель-кадмиевым (NiCd) аккумуляторам пришли никель-металлгидридные (NiMH), а сейчас место литий-ионных (Li-ion) пытаются занять литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы. NiMH аккумуляторы в какой-то степени потеснили NiCd, но в силу таких неоспоримых достоинств последних, как способность отдавать большой ток, низкая стоимость и длительный срок службы, не смогли обеспечить их полноценной замены. А вот как обстоит дело с литиевыми аккумуляторами? Каковы их особенности и чем отличаются Li-pol аккумуляторы от Li-ion? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Как правило, все мы при покупке мобильника или портативного компьютера не задумываемся о том, какой аккумулятор у них внутри и чем вообще различаются эти устройства. И только потом, столкнувшись на практике с потребительскими качествами тех или иных аккумуляторов, начинаем анализировать и выбирать. Тем, кто спешит и желает сразу получить ответ на вопрос, какой аккумулятор является оптимальным для сотового телефона, я отвечу коротко — Li-ion. Дальнейшая информация предназначена для любознательных.

Для начала небольшой 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 и 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 в плотности энергии и приняв некоторые меры предосторожности при заряде и разряде, они получили более безопасные так называемые Li-ion аккумуляторы.

Плотность энергии Li-ion аккумуляторов обычно вдвое превышает плотность стандартных NiCd [1], а в перспективе, благодаря применению новых активных материалов, предполагается еще больше увеличить ее и достигнуть трехкратного превосходства над NiCd. В дополнение к большой емкости Li-ion аккумулятор при разряде ведет себя аналогично NiCd (форма их разрядных характеристик подобна и отличается лишь напряжением).

На сегодняшний момент 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 аккумуляторов.

• Высокая плотность энергии и как следствие большая емкость при тех же самых габаритах по сравнению с аккумуляторами на основе никеля.
• Низкий саморазряд.
• Высокое напряжение единичного элемента (3.6 В против 1.2 В у NiCd и NiMH), что упрощает конструкцию — зачастую аккумулятор состоит только из одного элемента. Многие производители сегодня применяют в сотовых телефонов именно такой одноэлементный аккумулятор (вспомните Nokia). Однако, чтобы обеспечить ту же самую мощность, необходимо отдать более высокий ток. А это требует обеспечения низкого внутреннего сопротивления элемента.
• Низкая стоимость обслуживания (эксплуатационных расходов) — результат отсутствия эффекта памяти, требующего периодических циклов разряда для восстановления емкости.

• Для аккумулятора требуется встроенная схема защиты (что ведет к дополнительному повышению его стоимости), которая ограничивает максимальное напряжение на каждом элементе аккумулятора во время заряда и предохраняет напряжение элемента от слишком низкого понижения при разряде. Кроме того, она ограничивает максимальные токи заряда, разряда и контролирует температуру элемента. В результате возможность металлизации лития практически исключена.
• Аккумулятор подвержен старению, даже если не используется и просто лежит на полке. Процесс старения характерен для большинства Li-ion аккумуляторов. По вполне очевидным причинам производители об этой проблеме умалчивают. Незначительное уменьшение емкости становится заметным уже через год вне зависимости от того, находился аккумулятор в эксплуатации или нет. Через два или три года он часто становится непригодным к использованию. Впрочем, аккумуляторы других электрохимических систем также имеют возрастные изменения с ухудшением своих параметров (это особенно справедливо для NiMH, подверженных воздействию высокой температуры окружающей среды). Для уменьшения процесса старения храните заряженный примерно до 40% от номинальной емкости аккумулятор в прохладном месте отдельно от телефона.
• Более высокая стоимость по сравнению с NiCd аккумуляторами.
• Затруднено быстрое тестирование [1] аккумуляторов (например, на анализаторе Cadex C7xxx), поскольку технология их изготовления до конца еще не отработана и постоянно меняется.

Технология изготовления Li-ion аккумуляторов постоянно улучшается. Она обновляется приблизительно каждые шесть месяцев, и понять, как «ведут себя» новые аккумуляторы после длительного хранения, трудно.

Словом, всем был бы Li-ion аккумулятор хорош, если бы не проблемы с обеспечением безопасности его эксплуатации и высокая стоимость. Попытки решения этих проблем и привели к появлению литий-полимерных (Li-pol или Li-polymer) аккумуляторов.

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.

Такая конструкция упрощает процесс производства, характеризуется большей безопасностью и позволяет выпускать тонкие аккумуляторы произвольной формы. К тому же отсутствие жидкого или гелевого электролита исключает возможность воспламенения. Толщина элемента составляет около одного миллиметра, так что разработчики оборудования свободны в выборе формы, очертаний и размеров, вплоть до внедрения его во фрагменты одежды.

Но пока, к сожалению, сухие Li-polymer аккумуляторы обладают недостаточной электропроводностью при комнатной температуре. Внутреннее сопротивление их слишком высоко и не может обеспечить величину тока, необходимую для современных средств связи и электропитания жестких дисков переносных компьютеров. В то же время при нагревании до 60 °C и более электропроводность Li-polymer увеличивается до приемлемого уровня, однако для массового использования это не годится.

Исследователи продолжают разработку Li-polymer аккумуляторов с сухим твердым электролитом, работающим при комнатной температуре. Подобные аккумуляторы, как ожидается, станут коммерчески доступными к 2005 году. Они будут стабильными, допускать 1000 полных циклов заряда-разряда и иметь более высокую плотность энергии, чем сегодняшние Li-ion аккумуляторы

Тем временем некоторые виды Li-polymer аккумуляторов в настоящее время используются в качестве резервных источников питания в жарком климате. Например, часть производителей специально устанавливает нагревающие элементы, поддерживающие благоприятную для аккумулятора температуру.

Вы спросите: как же так? На рынке вовсю продают Li-polymer аккумуляторы, изготовители комплектуют ими телефоны и компьютеры, а мы тут говорим, что для коммерческой эксплуатации они пока не готовы. Все очень просто. В данном случае речь идет об аккумуляторах не с сухим твердым электролитом. Для того чтобы повысить электропроводность небольших Li-polymer аккумуляторов, в них добавляют некоторое количество гелеобразного электролита. И большинство Li-polymer аккумуляторов, используемых сегодня для мобильных телефонов, фактически являются гибридами, поскольку содержат гелеобразный электролит. Правильнее было бы их называть литий-ионными полимерными. Но большинство изготовителей в рекламных целях маркируют их просто как Li-polymer. Остановимся подробнее на этом типе литий-полимерных аккумуляторов, поскольку на данный момент именно они представляют наибольший интерес.

Итак, в чем различие между Li-ion и Li-polymer аккумулятором с добавкой гелеобразного электролита? Хотя характеристики и эффективность обеих систем во многом сходны, уникальность Li-ion полимерного (можно его и так назвать) аккумулятора заключается в том, что в нем все же используется твердый электролит, заменяющий пористый сепаратор. Гелевый электролит добавляется только для увеличения ионной электропроводности.

Технические трудности и задержка в наращивании объемов производства задержали внедрение Li-ion полимерных аккумуляторов. Это вызвано, по мнению некоторых экспертов, желанием инвесторов, вложивших большие деньги в разработку и массовое производство Li-ion аккумуляторов, получить свои инвестиции обратно. Поэтому они и не спешат переходить на новые технологии, хотя при массовом производстве Li-ion полимерные аккумуляторы будут дешевле литий-ионных.

А теперь об особенностях эксплуатации Li-ion и Li-polymer аккумуляторов.

Их основные характеристики очень похожи. О заряде Li-ion аккумуляторов достаточно подробно рассказано в статье [2]. В добавление приведу лишь график (Рис.1) из [3], иллюстрирующий стадии заряда, и небольшие пояснения к нему.

Время заряда всех Li-ion аккумуляторов при начальном зарядном токе в 1С (численно равном номинальному значению емкости аккумулятора) составляет в среднем 3 часа. Полный заряд достигается при напряжении на аккумуляторе, равном верхнему порогу, и при уменьшении тока заряда до уровня, примерно равного 3% от начального значения. Аккумулятор во время заряда остается холодным. Как видно из графика, процесс заряда состоит из двух стадий. На первой (час с небольшим) напряжение растет при почти постоянном начальном токе заряда в 1С до момента первого достижения верхнего порога напряжения. К этому моменту аккумулятор заряжается примерно на 70% от своей емкости. В начале второго этапа напряжение остается почти постоянным, а ток уменьшается до тех пор, пока не достигнет вышеуказанных 3%. После этого заряд полностью прекращается.

Если требуется поддерживать аккумулятор все время в заряженном состоянии, то подзаряд рекомендуется проводить через 500 часов, или 20 дней. Обычно его проводят при уменьшении напряжения на выводах аккумулятор до 4.05 В и прекращают при достижении 4.2 В

Несколько слов о температурном диапазоне при заряде. Большинство разновидностей Li-ion аккумуляторов допускают заряд током в 1С при температуре от 5 до 45 °C. При температуре от 0 до 5 °C рекомендуется заряжать током в 0.1 С. Заряд при минусовой температуре запрещен. Для заряда оптимальна температура от 15 до 25 °C.

Зарядные процессы в Li-polymer аккумуляторах почти идентичны вышеописанным, поэтому потребителю совершенно ни к чему знать, какой их двух типов аккумуляторов у него в руках. И все те зарядные устройства, которые он использовал для Li-ion аккумуляторов, годятся для Li-polymer.

А теперь об условиях разряда. Обычно Li-ion аккумуляторы разряжают до значения 3.0 В на элемент, хотя для некоторых разновидностей нижний порог составляет 2.5 В. Производители оборудования с питанием от аккумуляторов, как правило, разрабатывают устройства с порогом выключения 3.0 В (на все случаи жизни). Что это означает? Напряжение на аккумуляторе при включенном телефоне постепенно уменьшается, и как только оно достигнет 3.0 В, аппарат предупредит вас и выключится. Однако это совсем не означает, что он перестал потреблять энергию от аккумулятора. Энергия, пусть незначительная, требуется для определения нажатия клавиши включения телефона и некоторых других функций. Кроме того, энергию потребляет собственная внутренняя схема управления и защиты, да и саморазряд, хоть и небольшой, но все же характерен даже для аккумуляторов на основе лития. В результате, если оставить литиевые аккумуляторы на длительный срок без подзарядки, напряжение на них упадет ниже 2.5 В, что очень плохо. В этом случае возможно отключение внутренней схемы управления и защиты, и не все зарядные устройства смогут зарядить такие аккумуляторы. Кроме того, глубокий разряд отрицательно сказывается на внутренней структуре самого аккумулятора. Полностью разряженный аккумулятор должен заряжаться на первом этапе током всего в 0.1C. Словом, аккумуляторы скорее любят находиться в заряженном состоянии, чем в разряженном.

Несколько слов о температурных условиях при разряде (читай во время работы).

Как правило, Li-ion аккумуляторы лучше всего функционируют при комнатной температуре. Работа в более теплых условиях серьезно сокращает срок их службы. Хотя, например, свинцово-кислотный аккумулятор имеет самую высокую емкость при температуре более 30 °C, но длительная эксплуатация в таких условиях сокращает жизнь аккумулятора. Точно так же и Li-ion лучше работают при высокой температуре, которая поначалу противодействует увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора, являющемуся результатом старения. Но повышенная энергоотдача коротка, поскольку повышение температуры, в свою очередь, способствует ускоренному старению, сопровождаемому дальнейшим увеличением внутреннего сопротивления.

Исключение составляют на данный момент только литий-полимерные аккумуляторы с сухим твердым полимерным электролитом. Для них жизненно необходима температура от 60 °C до 100 °C. И такие аккумуляторы заняли свою нишу на рынке резервных источников в местах с жарким климатом. Они помещаются в теплоизолированный корпус со встроенными элементами нагревания, питающимися от внешней сети. Li-ion полимерные аккумуляторы в качестве резервных, как считают, превосходят по емкости и долговечности VRLA аккумуляторы, особенно в полевых условиях, когда управление температурой невозможно. Но их высокая цена остается сдерживающим фактором.

При низких температурах эффективность аккумуляторов всех электрохимических систем резко падает. В то время как для NiMH, SLA и Li-ion аккумуляторов температура -20 °C является пределом, при котором они прекращают функционировать, NiCd продолжают работать до -40 °C. Отмечу только, что речь опять же идет только об аккумуляторах широкого применения.

Важно не забывать, что, хотя аккумулятор и может работать при низких температурах, это совсем не означает, что он может быть также заряжен в этих условиях. Восприимчивость к заряду у большинства аккумуляторов при очень низких температурах чрезвычайно ограничена, и ток заряда в этих случаях должен быть уменьшен до 0.1C.

В заключение хочу отметить, что задать вопросы и обсудить проблемы, связанные с Li-ion, Li-polymer, а также другими типами аккумуляторов, можно на форуме [4] в подфоруме по аксессуарам.

При написании статьи использованы материалы [3], любезно предоставленные г-ном Isidor Buchmann, основателем и главой канадской компании Cadex Electronics Inc. [5].

Более подробная информация на русском языке об аккумуляторах для мобильной техники связи, компьютеров и других портативных приборов, советы по эксплуатации и обслуживанию приведены в [6].

Лучшие современные малогабаритные гальванические источники питания — это элементы, использующие в качестве активного компонента соединения лития. Этот материал имеет самую меньшую массу из всех доступных для практического использования металлов, благодаря чему он обладает самым большим электрохимическим потенциалом. Это позволяет получать наиболее высокую плотность тока на единицу веса изготовляемых батарей.

Особенности технологии

Элементы питания, изготовленные по технологии, использующей литиевые электроды и включения этого металла в состав электролита, имеют прекрасные технические параметры, высокую емкость, большой рабочий ток, долговечность и компактность.

Одними из наиболее распространенных видов таких АКБ являются литий-ионные (Li Ion) и литий-полимерные (Li Polymer) изделия. Они имеют много схожих конструктивных особенностей, но и некоторые различия, влияющие на их эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим подробнее, какие особенности и отличия имеют аккумуляторы, изготовленные по этим технологиям.

Что общего у Li Ion и Li Pol аккумуляторов

Оба вида рассматриваемых источников питания имеют следующие одинаковые особенности:

• идентичная конструкция электродов, имеющих в составе анода углеродный материал (обычно графит), а в катоде – кобальт, оксид ванадия или марганца;
• сходная химическая реакция, в результате которой возникает электродвижущая сила в литиевых элементах, обусловленная взаимодействием электродов, разделенных электролитом с включением солей лития;
• одинаковое номинальное напряжение, равное 3,7 вольтам;
• одинаковый срок хранения, составляющий 2-3 года;
• сходство конструкции позволяет использовать одни и те же зарядные устройства для обоих видов батарей;
• они не имеют эффекта памяти, но чувствительны к сильному разряду и опасны при перезаряде (больше 4,2 вольт), при котором может произойти возгорание или взрыв;
• оба вида батарей запрещено использовать при наличии повреждений и после сильного разряда (ниже 2,7 вольт).

Различия между Li Ion и Li Pol батареями

Li pol элементы питания отличаются от литий ионных в основном по физическому состоянию электролита.

В первом случае используется твердый полимерный электролит, либо пластины с включениями гелеобразного электролита, а во втором случае электроды разделены жидким активным веществом.

Использование полностью сухого электролита снижает его активность, поэтому для улучшения эксплуатационных характеристик батарей, в него добавляют вкрапления гелевого полужидкого электролита.

Использование полимерной электролитной прослойки вместо пористого сепаратора, наполненного электролитом, усложняет технологический процесс и удорожает его, но позволяет получить более удобные и безопасные при эксплуатации источники питания.

Характеристика	Lithium-Ion	Lithium-Polymer
Плотность энергии	Высокая	Низкая
Эффект старения	Со временем теряет емкость	Тоже теряет, но не так интенсивно, как li-ion
Шансы на взрыв	Может взорваться при перезаряде	Безопасны от взрыва
Стоимость	Дешевые	Дорогие
Время зарядки	Долго заряжаются	Заряжается существенно быстрее
Вес	Тяжелее	Легче

В то же время, использование сухого полимера уменьшает активность электролита и обеспечивает приемлемые электрические параметры только при высокой температуре. В связи с этим при производстве большинства современных литий-полимерных источников используется гибридная технология, при которой в сухой полимерный материал добавляются вкрапления гелеобразного электролита. Это увеличивает его ионную электропроводность при сохранении высоких эксплуатационных характеристик.

Чем литий ионный АКБ лучше литий полимерного

Литий-ионные источники питания обладают следующими преимуществами по сравнению с литий-полимерными:

• использование более активного жидкого электролита позволяет получить более высокую энергетическую плотность и улучшенные характеристики токоотдачи при нормальной и пониженной температуре;
• производство таких АКБ обходится дешевле, чем литий полимерных элементов;
• они выдерживают большее количество рабочих циклов разряда-заряда, имеют увеличенный срок службы.

В то же время, использование активной электролитной жидкости внутри корпуса таких батарей обуславливает наличие ряда недостатков:

• необходимо использовать более герметичные и прочные корпуса для предотвращения утечки электролита;
• увеличивается общий вес батарей;
• уменьшается универсальность использования;
• Li ion батареи более взрывоопасны, сильнее боятся перезаряда, требуют использования специальных встроенных устройств защиты;
• им необходим больший по продолжительности времени заряд с обязательным контролем максимального напряжения и температуры;
• они имеют меньшую емкость при одинаковых размерах;
• высокая активность жидкого электролита обуславливает более быстрое старение литий-ионных моделей батарей, которые теряют около 0,1% от общей емкости в месяц.

Чем литий полимерный АКБ лучше литий ионного

Li po источники питания обладают следующими преимуществами:

• использование сухого или полусухого электролита позволяет изготавливать компактные батареи любой формы и размера, а также делать их гибкими;
• они имеют меньший вес и размеры по сравнению с идентичными по рабочим характеристикам литий-ионными АКБ;
• более высокая (почти в два раза) емкость при одинаковом общем объеме батареи;
• лучшая безопасность и меньший риск перезаряда, отсутствие риска утечки электролита;
• меньшее время, необходимое для зарядки;
• меньшая изнашиваемость.

Li-pol аккумулятор

Литий-полимерные источники питания имеют и недостатки:

• уменьшенную энергетическую плотность, поэтому у них меньше допустимый ток разряда и меньше максимальная отдаваемая мощность;
• они более дороги в производстве;
• они выдерживают меньшее количество циклов заряд-разряд.

Что лучше выбрать li ion или li polymer

Между обоими видами батарей существует не столь большая разница, которая позволила бы сделать однозначный выбор в пользу того, или иного элемента питания. Выбор необходимого вида АКБ необходимо осуществлять в зависимости от каждого конкретного случая.

При необходимости использования компактных и неприхотливых батарей лучше остановить свой выбор на литий-полимерном варианте.

При необходимости обеспечить более долгий срок эксплуатации и получить более мощный разрядный ток, лучше использовать литий-ионный источник питания. Этот вариант является более приемлемым и при желании сэкономить средства на приобретении аккумулятора.

Оба вида аккумуляторов имеют отличные электрические характеристики, во много раз лучшие, чем у солевых, щелочных и металлогидридных элементов питания. При правильных условиях эксплуатации, недопущении сильного разряда и перезаряда, оба вида АКБ могут прослужить несколько лет, отдавая высокий ток и напряжение.

Литий-полимерный аккумулятор (литий-ионный полимерный аккумулятор (lithium-ion polymer battery); аббревиатуры: Li-pol, Li-polymer, LIP, Li-poly и т. д.) — это усовершенствованная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал. [1] Используется в мобильных телефонах, цифровой технике, радиоуправляемых моделях и пр.

Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, способные отдавать ток, в 10 и даже 130 [2] раз превышающий численное значение ёмкости в ампер-часах. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.

Содержание

Преимущества [ править | править код ]

• Большая плотность энергии на единицу массы;
• Низкий саморазряд;
• Толщина элементов от 1 мм;
• Возможность получать очень гибкие формы;
• Слабо выраженный эффект памяти;
• Незначительный перепад напряжения по мере разряда.
• Диапазон рабочих температур литий-полимерных аккумуляторов довольно широкий: от −20 до +40 °C по данным производителей.

Недостатки [ править | править код ]

Аккумуляторы пожароопасны при перезаряде и/или перегреве. Для борьбы с этим явлением все бытовые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая предотвращает перезаряд и перегрев вследствие слишком интенсивного заряда. По этой же причине требуют специальных алгоритмов зарядки (зарядных устройств).

Количество рабочих циклов 800—900, при разрядных токах в 2С до потери ёмкости в 20 % (для сравнения: NiCd — 1000 циклов, NiMH — 600, LSD NiMH — 1500, LiFePO4 — 2000). [3]

Старение [ править | править код ]

Под воздействием заряда литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы снижают ёмкость в зависимости от температурного режима.

Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-полимерный аккумулятор. Оптимальные условия хранения Li-pol аккумуляторов достигаются при 40%-м заряде от ёмкости аккумулятора. Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются. На 2009 год бытовало мнение, что через 2 года батарея теряет около 20 % ёмкости [3] . Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор «про запас» или чрезмерно увлекаться «экономией» его ресурса. При покупке рекомендуется посмотреть на дату производства, чтобы знать, сколько данный источник питания уже пролежал на складе.

На данный момент почти все производители добавляют в состав электролита консервант, т. н. ингибитор, который позволяет хранить аккумуляторы более двух лет. Это определяет особый порядок подготовки к первому использованию — расконсервацию. Расконсервация заключается в нескольких полных циклах, обычно 2-3, заряд-разряд, что разрушает ингибитор — происходит расконсервация и аккумулятор выходит на свою номинальную емкость. Если процедура расконсервации не производится, то происходит эффект схожий с «эффектом памяти». А при больших токах во время эксплуатации консервант может начать интенсивно распадаться с выделением тепла и газов, что приведет к вспуханию аккумулятора и потере свойств электролита.

Рекомендуем к прочтению

Литий-ионный – литий-полимерный аккумулятор, что лучше

Разница между литий-ионным либо литий-полимерным модификациями аккумуляторами существенна. Какому дать предпочтение, прежде всего сопоставляют сначала характеристики, безопасность, долговечность.

Отличия литий-ионного от литий-полимерного аккумулятора

Известные смартфоны, планшеты, ноутбуки, смарт-часы изготовитель комплектует аккумулятор на основе:

• Расчётов потребляемой мощности, длительности, условий работы.
• Проектных решений, изобретений, новых разработок.

Превосходство литий-ионных (Li-Ion) батарей

1. Выше плотность.
2. Не сохраняется эффект памяти.
3. Малая цена.

Недостатки литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов

• Периодически вздуваться, происходит разрушение.
• Высокий риск самовозгорания.
• Износ, выход из строя раньше срока.

Плюсы литий-полимерного источника питания (Li-Poly/Li-Po)

• Прочная эластичная конструкция.
• Низкий профиль, компактный вид.
• Нет риска потери, утечки электролита.

Минусы литий-полимерных (Li-Poly/Li-Po) аккумуляторов

• Дорогое исполнение, производство.
• Быстрый износ.

На итог показатели сравнения в пользу

• Li-Ion по цене товара, выше приоритет, проще приобрести.
• Масса и ёмкость батареи Li-Ion с Li-Poly/Li-Po на одном позитивном уровне.
• Надёжность, плюс безопасность выше Li-Poly/Li-Po аккумулятора.

Особенности изделий

Почему происходили взрывы, незапланированные возгорания аккумуляторов. На основе физики, химии причина взрыва литиевой батареи, короткое замыкание при контакте катода с анодом. Это происходит при резком повышении силы тока, затем сильный разогрев АКБ и корпуса телефона.

Когда температура доходит до (70-90°С) происходит расплавление лития. Он начинает реакцию с электролитом, выделяется газ, смесь взрывоопасных соединений. Нет доступа кислорода взрыва не произойдёт. Начнёт поступать воздух возникнет взрыв, возгорание.

Что сделать. Быстро добраться до телефона, вынуть изнутри батарею, попытаться быстро её поломать. В модификациях литиевых источников питания производитель использует: марганец, кобальт. Они создают заряд, от их реакции получается электролит.

Для современного производства производитель стал использовать алюминиевые, медные сплавы.

Литий полимерная батарея

Чтобы увеличить работоспособность, создать надёжный источник питания инженеры устранили недостатки. Увеличили эффективность работы, заменили полимером электролит. Литиевый полимерный элемент стал толщиной до 1 мм. Это позволило уменьшить габариты аккумулятора, создать его компактнее. Вдвое уменьшился риск взрыва, воспламенения.

Сходство, отличия одного над другим изделием (Li-ion / Li-Pol)

• Энергетическая ёмкость выше /ниже; по числу заряда, разряда мало циклов.
• Габариты – малые / выше выбор; не зависит от стандартных ячеек.
• Вес – на 30% больше / легче.
• Зарядная ёмкость, мА/час – ниже / вдвое больше при тех же размерах.
• Долговечность – одинаковая для обеих конструкций.
• Вероятность взрыва – наиболее высокий риск / нет, условия создаёт встроенный узел защиты утечек электролита, перезаряда.
• Период заряда – дольше / меньше.
• Износ катода-анода – ежемесячно уменьшает до 0.1 процента / ниже.
• Цена одного элемента – дешевле / дороже.

Выводы

Для электронных устройств усовершенствованные Li-ion / Li-Pol батареи. На автомобильных АКБ применяют пористую пропитку. Изобретена Li-Pol безопасная твёрдая основа. На новых АКБ нет возгорания, взрыва.

Плюсы и минусы литий-полимерного аккумулятора

Когда речь заходит об аккумуляторах, хотелось бы, что­бы они как мож­но доль­ше ра­бо­та­ли без под­за­ряд­ки. На пер­вый взгляд, науч­но-тех­ни­че­скому про­грес­су это впол­не по си­лам. Но, прав­ды ра­ди, его дости­же­ния мож­но пе­ре­счи­тать по паль­цам. Ни­кель-кад­ми­е­вый ак­ку­му­ля­тор, ни­кель-ме­талл-гидридный, ли­тий-ион­ный — вот и все ус­пе­хи, ка­са­ю­щи­е­ся раз­нос­ти по­тен­ци­а­лов на по­лю­сах кон­так­тов, по­гру­жен­ных в элек­т­ро­лит. Как ре­зуль­тат, обид­но ма­лая ем­кость ба­та­рей, пи­та­ю­щих пор­та­тив­ную тех­ни­ку.

Курс на ультраминиатюризацию по­след­них лет дал но­вый им­пульс ис­сле­до­ва­ни­ям и раз­ра­бот­кам в об­лас­ти ав­то­ном­ных ис­точ­ни­ков пи­та­ния. Од­ним из до­сти­же­ний ста­ло даль­ней­шее усо­вер­шен­ст­во­ва­ние ли­тий-ион­ных ба­та­рей в сто­ро­ну за­ме­ны элек­тро­ли­та же­лей­ной мас­сой. Так по­я­ви­лись ли­тий-по­ли­мер­ные ак­ку­му­ля­то­ры. Преж­де, чем мы по­пы­та­ем­ся проанали­зи­ро­вать их до­сто­ин­ства и не­до­стат­ки, хо­те­лось бы сде­лать не­боль­шое от­сту­п­ле­ние.

В силу замечательного соотношения ёмкости и веса литий-полимерных ис­точ­ни­ков тока, они сразу нашли свое при­ме­нение в нише радиоуправляемых мо­де­лей — забаве взрослых и детей. Слово «модель» имеет и другое (фи­ло­соф­ское) значение. Человеку свойственно двигаться к цели методом проб и ошибок, и не­отъемлемая часть это­го процесса — моделирование. То, что сегодня реализовано в детский игрушках (или по другому — во взрослых фантазиях) завтра станет эквивалентом другой реальности.

Вопросы эксплуатации: зарядка, раскачка, балансировка

Итак, рассмотрим радиоуправляемые игрушки, как полигон, на котором обкатываются новые технологии хра­не­ния электрического заряда. Отметим преимущества и недостатки литий-полимерных аккумуляторов, нако­пив­ши­еся в процессе их эксплуатации.

Li-Pol батарея требует особого режима зарядки. Время, ког­да ее можно было просто подключить к первому по­пав­ше­му­ся источнику тока не только безвозвратно прошло, но, по большому счету, и не начиналось.

Еще один фактор, связанный с восстановлением кондиций батареи – балансировка. Это означает, что батарея по­сле­до­ва­тель­но включенных элементов питания заряжается не чо­хом. Каждому элементу уделяется особое внимание: мо­ни­то­рит­ся ток зарядки и готовность элемента принять его.

Несоблюдение этих правил приведет к ухудшению характеристик аккумулятора, в крайнем и самом неприятном случае – к взрыву или возгоранию. Неплохой иллюстрацией к этому служит отчет Федерального управления гражданской авиации США об инцидентах с батареями.

Последнее замечание – весомый аргумент к тому, что не оставлять без присмотра литий-полимерный ак­ку­му­ля­тор. Естественный нагрев может стать миной замедленного действия, если устройство расположить в непро­вет­ри­ва­е­мом, теплом или закрытом месте. К счастью, батарея приходит в готовность к новому циклу эксплуатации достаточно быстро. Это несомненный плюс для устройств с таким электрохимическим процессом.

Еще одно следствие, связанное с нагревом в процессе заряда, – необходимость охлаждения аккумулятора перед началом эксплуатации. Дать остыть до температуры окружающей среды – это не только хороший тон, но и удо­воль­ствие от батареи в процессе работы, которое увеличивается пропорционально времени остывания 🙂

По большому счету Li-Pol аккумулятор – лакомство для ис­ку­шён­ных. Он не «любит» полного разряда, ему не «нра­вит­ся» длительное время нахождения под напряжением, когда, по сути, зарядка уже состоялась. Так называемая «пере­за­ряд­ка» неимоверное зло для него. При первых признаках то­го, что батарея начинает «садится», стоит прервать ее ис­поль­зо­ва­ние, отключить, дать остыть и только затем по­ста­вить ее заряжаться.

Наивно предполагать, что использование литий-по­ли­мер­ных батарей не влечёт за собой никаких обязательств. Но уж точно среди них нет того, что называется «раскачкой» ак­ку­му­ля­тора. Под этим процессом понимается несколько цик­лов полной разрядки с последующей полной зарядкой. Если для батарей с NiCd и/или NiMH гальваникой такие трю­ки были оправданы, то Li-Pol процесс только ухудшится после подобного «улучшения».

Будущее литиевых аккумуляторов

Батарея – это дело не «будущего завтра», а «сегодняшнего вечера», потому что в исследовательских ла­бо­ра­то­ри­ях неустанно ведется поиск новых технологий хранения электричества.

Кроме литиевого компонента кар­ди­наль­ное улуч­ше­ние мо­жет на­сту­пить при ис­поль­зо­ва­нии по­рис­тых на­но­час­тиц крем­ния. Рез­ко уве­ли­чи­ва­ет­ся ко­ли­че­ство цик­лов пе­ре­за­ряд­ки, рас­тет ем­кость ак­ку­му­ля­то­ров, су­щест­вен­но умень­ша­ет­ся вре­мя их за­ряд­ки. И ес­ли про­из­вод­ство по­рис­тых струк­тур по­ка еще да­ле­ко не ин­дус­три­аль­ное, со­вер­шен­но оче­вид­но, что функ­ци­о­наль­ность и жиз­нен­ный цикл но­вой элек­тро­хи­мии обес­пе­чит ра­бо­ту не толь­ко смарт­фо­нов, план­ше­тов и иг­рушеч­ных ма­ши­нок, но и на­сто­я­щих ав­то­мо­би­лей.

Необходимым условием успешной эксплуатации электрохимических источников энергии является расширение функциональности и интеллектуализация применяемых контроллеров. В их обязанности входят: стабилизация напряжений и токов посредством высокоточных широтно-импульсных модуляторов, мониторинг электрических и температурных режимов батареи, аварийное отключение.

Игрушки на боевом дежурстве

Пока настоящие электромобили далеки от совершенства, игрушечные вертолеты превращаются из забавы для са­мых маленьких в серьезное оружие для военных. В начале нашей статьи говорилось о том, моделирование для де­тей скры­ва­ет по­та­енн­ые чаяния взрослых. Но, как известно, то, что безмолвствует в первой части произведения — стреляет в третьей.

Мы специально оставили для заключительной третьей главы сюжет о недетском использовании игрушек. Не бу­дем пересказывать устройство крошечного беспилотника весом всего лишь 16 граммов. Лучше нас об этом по­вест­вует Хабра. Отметим лишь — до подзарядки боевой вертолет может летать почти 30 минут, что не­ре­аль­но без клас­сных литий-полимерных аккумуляторов.

Li polymer или ion что лучше. Правильная зарядка литий-полимерных аккумуляторов. Что лучше выбрать li ion или li polymer

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.

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:

• Повышенная емкость, плотность электролита.
• Возможность эксплуатации при более высоком напряжении.
• Простота обслуживания из-за отсутствия эффекта памяти.
• Минимальный саморазряд.

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

• Необходим постоянный контроль уровня напряжения, тока и температуры. Для этого требуется специальный контроллер. Именно этим и отличаются ионные акб от полимерных.
• Постепенное уменьшение емкости.
• В состав должна быть введена проверенная защитная схема, контроллер с необходимыми компонентами. Такие работы требуют определенных материалов, инструмента. Процедура изготовления защитной схемы занимает определенное время. Все это приводит к увеличению стоимости li ion po батареи в 1,5–2 раза.

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.

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.

Особенности использования литиевых АКБ

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

• Поддерживать в течение всего периода эксплуатации напряжение в 4,2–2,7 В. Данные показатели соответствуют максимальному и минимальному заряду.
• Учет введенных производителями ограничений напряжения. Для тщательного контроля допускается использование проверенных схем.
• Срок эксплуатации заряжаемых до 45–46% pol или li аккумуляторов наиболее продолжителен.
• Введение в состав ли ионных полимерных аккумуляторов контроллеров способствует поддержанию приемлемого уровня напряжения.

Правила зарядки литиево-полимерных аккумуляторных батарей

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

1. Недопустим полный разряд. Полимерные аккумуляторы не обладают эффектом памяти. Поэтому использование зарядного устройства допустимо и при небольшой разрядке. Для продления срока использования li ion po аккумулятор нужно заряжать чаще. При этом применять нужно «родное» зарядное устройство.
2. Постоянно использовать батарею, которая полостью заряжена, вредно. Поэтому с определенной периодичностью источник питания необходимо разряжать до нуля. Обусловлено нестабильностью зарядки, использованием различных схем и устройств. При периодической разрядке исключается вероятность образования нижних, верхних порогов.
3. Неэксплуатируемые li ion po источники питания хранятся при температуре 15–20 градусов. Уровень заряда должен составлять 40%. Полностью заряженный источник питания хранить не стоит. Ведь это чревато потерей емкости, ухудшением показателей.
4. Для зарядки литий ионных полимерных аккумуляторов применяются оригинальные зарядники. Некоторые мобильные телефоны оснащены встроенными зарядными устройствами. Отдельно же поставляется внешний адаптер, способствующий стабилизации напряжения. Часть техники такими устройствами не укомплектована. Поэтому для зарядки акб изымается.
5. Полимерные аккумуляторы запрещено перегревать. Даже превышение на 1–2 градуса пагубно сказывается на состоянии источника питания. Негативное влияние оказывают и низкие температуры. Поэтому пользоваться аккумулятором нужно только в допустимом режиме.
6. Запрещена эксплуатация источников питания в непосредственной близости от обогревателей. На аккумулятор не должны попадать прямые лучи солнца. Ведь все это способствует сокращению периода использования.
7. Небезопасно применение зарядных устройств, которые не прошли сертификацию. Так как заряжать аккумуляторную батарею? Лучший выход – применение проверенных и сертифицированных зарядных устройств, которые рекомендованы производителями.
8. Все используемые разъемы должны совпадать по размерам. Только так исключается вероятность замыкания аккумуляторной батареи.
9. Температура источника питания должна постоянно отслеживаться. Это особо важно, если в наличии нет системы охлаждения.
10. Механические нагрузки запрещены. Это может спровоцировать образование микротрещин, других повреждений.

Видео про восстановление литиево-полимерных акб.

Перед использованием универсального зарядника необходимо:

• Сопоставить технические параметры.
• Проверить показатели емкости. При использовании зарядных устройств с ограничениями, сложно будет зарядить источник питания.
• Удостовериться в работоспособности зарядника. Ведь китайские изделия могут иметь дефекты.

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.

1. Первичные источники питания не требуют особых условий хранения. Достаточно выполнять рекомендации изготовителей.
2. Извлеченную из устройства аккумуляторную батарею располагают на сухую поверхность. При этом необходимо свести к минимуму вероятность попадания солнечных лучей на поверхность источника питания.
3. Вероятность замерзания увеличивается, если акб находится в разряженном виде. Поэтому для хранения подбираются помещения с требуемыми условиями.
4. Хранить полимерные аккумуляторы нужно с небольшим зарядом (40–50%).
5. Эксплуатировать и хранить литиево-полимерные батареи, у которых напряжение постоянно понижается, не стоит. Такие устройства подлежат утилизации.
6. После длительного хранения источник энергии необходимо осматривать. Поврежденные или вздутые акб стоит заменить.

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

Основные типы аккумуляторов:

• Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы
• Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы
• Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы

Для аккумуляторного инструмента никель-кадмиевые аккумуляторы являются фактическим стандартом. Инженерам хорошо известны их достоинства и недостатки, в частности Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы содержат кадмий – тяжёлый металл повышенной токсичности.

У никель-кадмиевых аккумуляторов есть так называемый «эффект памяти» суть которого сводится к тому, что при заряде не полностью разряженного аккумулятора его новый разряд возможен только до того уровня, с которого его зарядили. Другими словами аккумулятор «помнит» уровень остаточного заряда, с которого его полностью зарядили.

Итак, при заряде не полностью разряженного Ni-Cd аккумулятора происходит уменьшение его ёмкости.

Существует несколько способов борьбы с этим явлением. Опишем только самый простой и надёжный способ.

При использовании аккумуляторного инструмента с Ni-Cd аккумуляторными батареями следует придерживаться простого правила: заряжать только полностью разряженные аккумуляторы.

Плюсы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

• Низкая цена Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
• Возможность отдавать наибольший ток нагрузки
• Возможность быстрого заряда аккумуляторной батареи
• Сохранение высокой ёмкости аккумулятора до -20°C
• Большое количество циклов заряда-разряда. При правильной эксплуатации подобные аккумуляторы отлично работают и допускают до 1000 циклов заряда-разряда и более

Минусы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

• Относительно высокий уровень саморазряда – Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% своей ёмкости в первые сутки после полного заряда.
• Во время хранения Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% заряда каждый месяц
• После длительного хранения ёмкость Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора восстанавливается после 5 циклов разряда-заряда.
• Для продления срока службы Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора рекомендуется каждый раз полностью его разряжать для предотвращения проявления «эффекта памяти»

Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы

Эти аккумуляторы предлагаются на рынке как менее токсичные (по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами) и более экологически безопасные, как в производстве, так и при утилизации.

На практике Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы действительно демонстрируют весьма большую ёмкость при габаритах и массе, несколько меньших, чем у стандартных Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов.

Благодаря практически полному отказу от применения токсичных тяжелых металлов в конструкции Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов последние после использования могут быть утилизованы вполне безопасно и без экологических последствий.

У никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижен «эффект памяти». На практике «эффект памяти» практически незаметен из-за высокого саморазряда этих аккумуляторов.

При эксплуатации Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов желательно разряжать их в процессе работы не полностью.

Хранить Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы следует в заряженном состоянии. При длительных (более месяца) перерывах в работе аккумуляторы следует перезаряжать.

Плюсы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

• Нетоксичные аккумуляторы
• Меньший «эффект памяти»
• Хорошая работоспособность при низкой температуре
• Большая ёмкость по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами

Минусы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

• Более дорогой тип аккумуляторов
• Величина саморазряда примерно в 1.5 раза выше по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами
• После 200-300 циклов разряда-заряда рабочая ёмкость Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижается
• Батареи Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов имеют ограниченный срок службы

Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Несомненным достоинством литий-ионных аккумуляторов является практически незаметный «эффект памяти».

Благодаря этому замечательному свойству Li-Ion аккумулятор можно заряжать или подзаряжать по мере необходимости, исходя из потребностей. Например, можно подзарядить не полностью разряженный литий-ионный аккумулятор перед важной, ответственной или продолжительной работой.

К сожалению эти аккумуляторы являются наиболее дорогими аккумуляторными батареями. Кроме того литий-ионные аккумуляторы имеют ограниченный срок службы, независящий от числа циклов разряд-заряд.

Резюмируя можно предположить, что литий-ионные аккумуляторы лучше всего пригодны для случаев постоянной интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента.

Плюсы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

• Отсутствует «эффект памяти» и поэтому появляется возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости
• Высокая ёмкость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
• Небольшая масса Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
• Рекордно-низкий уровень саморазряда – не более 5% в месяц
• Возможность быстрого заряда Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

Минусы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

• Высокая стоимость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
• Сокращается время работы при температуре ниже нуля градусов Цельсия
• Ограниченный срок службы

Примечание

Из практики эксплуатации Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов в телефонах, фотокамерах и т.д. можно отметить, что эти аккумуляторы служат в среднем от 4 до 6 лет и выдерживают за это время около 250-300 циклов разряда-заряда. При этом абсолютно точно замечено: больше циклов разряд-заряд – короче срок службы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов!

Все эти типы аккумуляторов имеют такой важный параметр как емкость. Емкость аккумулятора показывает, сколько времени он сможет питать подключенную к нему нагрузку. У радиостанции емкость аккумулятора измеряется в миллиампер-часах. Эта характеристика обычно указывается на самой батарее.

Для примера возьмем радиостанцию Альфа 80 и ее батарею емкостью 2800 мАч. При цикле работы 5/5/90, где 5% времени работы радиостанции на передачу, 5% работы на прием, 90% времени дежурный режим — время работы радиостанции составит не менее 15 часов. Чем ниже будет этот параметр у батареи, тем меньше она сможет проработать.

Следите за новостями в наших группах:

Развитие разных технологий с использованием автономных источников питания постоянно повышает требования к аккумуляторным батареям. Аккумуляторы на основе никеля постепенно заменяются литиевыми. Технические характеристики при этом совершенствуются и становятся лучше. Li-polymer и Li-Ion — новые устройства, способные обеспечивать энергией аппараты начиная с мобильных телефонов и заканчивая электромобилями и летательными аппаратами.

Особенности литиевых аккумуляторов

Опыты по созданию начались ещё в 1912 году, но только в начале 70-х годов появились первые батареи, которые стали использоваться в бытовых приборах. Создание аккумуляторов на основе лития было затруднено в связи с тем, что при работе с циклами заряд-разряд уменьшается тепловая стабильность и возникает опасность воспламенения устройства.

В результате исследований были разработаны устройства на основе ионов лития.

Достоинства и недостатки Li-Ion

Li-Ion безопасны и обладают большим количеством преимуществ. Сейчас существует много видов аккумуляторов Li-Ion, они имеют различные характеристики, но можно говорить об общих для всех типов преимуществах и недостатках. Некоторые из проблемных мест вызвали необходимость разработки Li-polymer батарей.

Li-Ion батареи всегда цилиндрической формы. Основные достоинства этого типа устройств:

• Высокая энергетическая ёмкость. Энергия отдаётся заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого значения.
• Низкий саморазряд.
• Не требуют обслуживания.
• Не нужны циклы разряда для восстановления ёмкости.

Главный недостаток — необходимость защитных мер, ограничивающих напряжение при зарядке и максимальные значения тока при зарядке и разрядке. Это противодействует воспламенению элемента. Дополнительным минусом этого типа батарей является старение.

Даже если батарея не используется, со временем происходит значительное уменьшение ёмкости.

Li-polymer батареи

Проблемы с обеспечением электробезопасности Li-Ion привели к созданию батарей, в которых жидкий электролит заменили на полимер. Благодаря твёрдому наполнению, аккумуляторы могут принимать любую форму и имеют малую толщину. Обычно они выпускаются в форме пластины или бруска, что позволяет удобно размещать их в батарейном отсеке. Ли-Пол — это новый тип батарей экологически безопасный, обладающий большой плотностью заряда. Используется в мобильных телефонах, фотоаппаратах, цифровой технике.

Недостатки аккумуляторов типа Li-polymer:

Для того чтобы сгладить все эти недостатки, производители батарей добавляют небольшое количество гелевого электролита к полимерному.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации разделяются на зависящие от пользователя и на регулируемые специально встроенным в аккумулятор контроллером. Напряжение аккумулятора должно находиться в интервале 4,2-2,7 В . Это максимальные и минимальные значения. В зависимости от материала электродов эти цифры могут немного изменяться. Контроллеры не позволяют напряжению в аккумуляторе во время заряда стать больше 4.2 В , а минимальное напряжение будет зависеть от устройства, в котором батарея используется.

Для сложной техники может не хватить минимального напряжения и потому в телефонах и планшетах часто имеется дополнительный контроллер.

Наибольшая долговечность источника питания обеспечивается при уровне заряда 45%. При больших или меньших значениях срок службы прибора уменьшается.

Правила, которые должны соблюдать пользователи, способны значительно увеличить срок службы аккумулятора. Основные рекомендации:

Какой аккумулятор лучше использовать: Li-pol или Li-ion, производители оборудования решают исходя из конкретных технологических процессов и характеристик изделия. Разница между этими источниками питания не очень велика. Но, хотя свойства обоих видов аккумуляторов похожи, особенность Li-polymer состоит в том, что в нём используется твёрдый электролит, а гелевый добавляется только для увеличения ионной электропроводности.

Развитие технологий позволяет ожидать двух-трёхкратного увеличения ёмкости батарей в ближайшие годы, но вместе с этим будут уменьшаться размеры, так что время работы, вероятно, не изменится.

Литий-полимерные аккумуляторы представляют усовершенствованную конструкцию известных во всем мире литий-ионных батарей. Планируется, что именно эти устройства в скором времени полностью вытеснят с рынка никель-металл-гидридные и никель-кадмиевые аккумуляторы . Литий-полимерные элементы все чаще применяются в самых разных электронных устройствах в виде источника питания. Они при одинаковом весе по энергетической емкости в несколько раз превосходят никель-металл-гидридные и никель-кадмиевые конструкции.

Потенциально литий-полимерные элементы будут стоить дешевле литий-ионных аккумуляторов. Однако на данный момент он все еще являются довольно дорогими. На данный момент их производством занимаются лишь несколько крупных фирм. По конструктивному исполнению они похожи на литий-ионные элементы, но в них применяется гелиевый электролит. В результате они выделяются малым током разряда, значительной энергетической плотностью и существенным числом циклов зарядов и разрядов. Их форма может быть самой разной, а сами они выделяются легким весом и компактностью.

Виды

На текущий момент литий-полимерные аккумуляторымогут быть нескольких видов, которые отличаются по структуре электролита:

• Элементы, имеющие гелеобразный гомогенный электролит , который создается внедрением в состав полимерных солей лития.
• Элементы, имеющие сухой полимерный электролит . Данный вид производится на основе полиэтиленоксида с использованием разнообразных солей лития.
• Имеющие электролит из полимерной матрицы , имеющую микропористую структуру. В нем имеются неводные составляющие солей лития.

В связи с тем, что в полимерном элементе применяется жидкий электролит, то их эксплуатационная безопасность на порядок выше. К тому же они могут изготавливаться различной формы и конфигурации.

Некоторые литий-полимерные элементы выполняются из металлического полимера. Однако при низкой температуре параметры подобных батарей существенно снижаются вследствие кристаллизации полимера.

Существуют разработки полимерных батарей, где применяется металлический анод. Некоторым компаниям удалось получить существенного расширения рабочего температурного интервала и плотности тока. Подобные разновидности батарей можно применять в разной бытовой технике и электронике.

При этом разные производители используют различные материалы электродов, структуру электролита и сборочную технологию. В результате выпускаемые батареи могут иметь совершенно разные параметры. Но все компании, выпускающие подобные аккумуляторы, отмечают, что стабильность функционирования литий-полимерных батарей обеспечивает однородность электролита из полимера. Это в свою очередь зависит от количества компонентов, а также температуры полимеризации.

Уже выпускаются варианты батарей, имеющих толщину всего в 1 миллиметр. Благодаря этому производители могут выпускать очень компактные мобильные устройства.

Также литий-полимерные аккумуляторы, которые имеются в продаже, делятся на:

• Обычные.
• Быстро-разрядные.

Устройство

Литий-полимерные аккумуляторы работают по принципу перемещения ряда полимерных элементов в полупроводниковые вещества при условии включения в них ионов электролита. В итоге происходит существенное возрастание проводимости. По устройству указанные батареи выделяются электролитическим составом.

Суть полимерной технологии заключается в том, что электролит наносится на пленку из пластмассы. Она не позволяет проводить электричество, однако дает возможность обмениваться ионами. Другими словами, электролит из полимера заменяет стандартный пористый сепаратор, пропитанный жидким электролитом. Благодаря сухой полимерной конструкции удается обеспечить минимальную толщину ячейки порядка 1 мм, безопасность применения и простоту производства. Благодаря такой конструкции у разработчиков появляется возможность внедрять такие батареи в обувь, одежду, миниатюрное оборудование и иные устройства.

Но сухая полимерная батарея имеет недостатки в виде снижения проводимости и внутреннего сопротивления полимеров, что неприемлемо для ряда мощных мобильных устройств. Чтобы небольшая полимерная батарея была более продвинутой, к электролиту добавляют некоторый процент гелевых элементов. Большая часть коммерческих аккумуляторов, применяемых на данный момент в сотовых телефонах, являются гибридами полимера и геля. Гибридные аккумуляторы на данный момент являются самыми популярными.

Принцип действия

Литий-полимерные аккумуляторы имеют принцип действия, схожий с литий-ионными элементами, то есть они работают на обратимости химической реакции. Здесь анодом выступает материал из углерода, куда внедряются ионы лития. В катоде применяются оксиды ванадия, марганца либо кобальта. Работа такой батареи основана на способности полимеров переходить в полупроводниковое состояние вследствие включения в них электролитических ионов.

В качестве химической основы электролита здесь по-прежнему применяются соли лития. Однако они располагаются в соответствующей полимерной прокладке, которая находится между катодом и анодом. Благодаря этому литий-полимерные батареи могут быть выполнены в любой произвольной форме. Их можно размещать в различные недоступные места, что открывает новые возможности для производителей электроники.

Применение

Литий-полимерные аккумуляторы находят все более широкое применение. Такие батареи позволяют значительно повысить время эксплуатации работы устройства при уменьшенном весе аккумулятора. Благодаря этому можно получить энергоноситель, который будет в несколько раз большую емкость. При использовании быстроразрядных батарей будет обеспечиваться еще большая производительность. Поэтому подобные аккумуляторы становятся прекрасным вариантом для управляемых по радио моделей самолетиков и вертолетиков, в том числе иных радиоуправляемых устройств.

Применение Li-Pol аккумуляторов дает возможность уменьшить вес батареи и увеличить период работы устройств. Литий-полимерные батареи прекрасно продемонстрировали себя при применении в вертолетах маленького размера, к примеру, Piccolo. Такие устройства способны летать на таких батареях в течение 30 минут и более. Указанные элементы являются хорошим вариантом для небольших летающих конструкций.

Типичные литий-полимерные аккумуляторы используются в качестве источников питания, которые необходимы для электронных устройств, потребляющих сравнительно небольшой ток. Это могут быть ноутбуки, смартфоны и так далее. Быстроразрядные батареи применяются в устройствах, где необходимо высокое токопотребление. Подобные батареи применяются в современных , портативных электрических инструментах и радиоуправляемых устройствах.

Ограничения применения

Эти батареи в будущем можно будет повсеместно использовать в автомобильной промышленности. Сегодня же их используют для создания новых технологий и испытаний электромобилей. Вместе с тем существуют определенные ограничения, которые препятствуют использованию этих батарей повсеместно.

• Литий-полимерные батареи требуют специального режима зарядки. В принципе это не сложно, но привычное применять для этого нельзя. Вызвано это тем, что они выделяются пожароопасностью в период переразрядки. Для борьбы с этим явлением, все подобные батареи имеют электронную систему, которые предотвращают переразрядку и перегревание.
• Если неправильно эксплуатировать литий-полимерную батарею, то это может вызвать возгорание.
• Литий-полимерный аккумулятор не стоит сразу эксплуатировать непосредственно после зарядки. Для начала его следует охладить до окружающей температуры. В противном случае батарея может выйти из строя.
• Недопустимо короткое замыкание.
• Не допускается разгерметизация аккумулятора.
• Разряд батареи ниже 3 вольт.
• Нельзя нагревать выше 60°С.
• Аккумуляторы не следует подвергать воздействию микроволн либо давления. Это способно привести к появлению дыма, огня и более серьезным последствиям.
• Нужно оберегать батарею от нарушения целостности и ударов. Сильное механическое воздействие может привести к нарушению внутренней структуры.

Однако указанные минусы не мешают их использовать в самых разнообразных областях. В будущем все эти недостатки будут нивелированы внедрением новых технологий и разработок.

Преимущества литий-полимерных батарей

• Довольно высокая энергоплотность.
• Небольшой параметр саморазряда.
• Отсутствует эффект памяти.
• Литий-полимерные аккумуляторы несколько превосходят литиевые аналоги по емкости батареи и длительности ее использования.
• Изготовления батарей толщиной всего один миллиметр.
• Применения в довольно широком температурном диапазоне: от минус 20 до плюс 40 градусов Цельсия.
• Возможность придания батарее различной формы.
• Небольшое падение напряжения при разряде.

Прогресс идет вперед, и на смену традиционно используемым NiCd (никель-кадмиевым) и NiMh (никель-металлогидридным) мы получили возможность использовать литиевые аккумуляторы. При сравнимом весе одного элемента они имеют большую, по сравнению с NiCd и NiMH емкость, кроме того, напряжение элемента у них в три раза выше — 3.6V/элемент вместо 1.2V. Так что для большинства моделей достаточно батареи из двух или трех элементов.

Среди литиевых аккумуляторов различают два основных типа — литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol). Разница между ними – в типе используемого электролита. В случае LiIon – это гелевый электролит, в случае LiPo – специальный полимер, насыщенный литийсодержащим раствором. Но для использования в силовых установках моделей наибольшее распространение получили литий-полимерные аккумуляторы, так что в дальнейшем разговор пойдет именно о них. Впрочем, жесткое разделение тут весьма условно, так как оба типа отличаются в основном используемым электролитом, и все, что будет сказано про литий-полимерные аккумуляторы, практически в полной мере относится и к литий-ионным (заряд, разряд, особенности эксплуатации, техника безопасности). С практической точки зрения нас волнует только тот момент, что литий-полимерные аккумуляторы в настоящий момент обеспечивают более высокие разрядные токи. Поэтому на модельном рынке в качестве источника энергии для силовых установок в основном предлагают именно их.

Основные характеристики

Литий-полимерные аккумуляторы при одинаковом весе превосходят по энергоемкости NiCd в 4-5 раз, NiMH в 3-4 раза. Количество рабочих циклов 500- 600, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20% (для сравнения — у NiCd- 1000 циклов, у NiMH – 500). Вообще говоря, каких–либо данных по количеству рабочих циклов пока еще очень мало и к приведенным в данном случае их характеристикам необходимо относиться критически. Кроме того, технология их изготовления совершенствуется, и возможно, что в данный момент цифры по этому типу аккумулятора уже другие. Так же, как и все аккумуляторы, литиевые подвержены старению. Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости.

Из всего многообразия силовых литий-полимерных аккумуляторов, имеющихся в продаже, можно выделить две основные группы — быстроразрядные (Hi discharge) и обычные. Отличаются они между собой максимальным разрядным током — его указывают или в амперах, или в единицах емкости аккумулятора, обозначаемой букой «С». Например, если ток разряда 3С, а емкость аккумулятора – 1 Ач, то ток будет равен 3 А.

Максимальный ток разряда обычных аккумуляторов, как правило, не превышает 3С, некоторые производители указывают 5С. Быстроразрядные аккумуляторы допускают ток разряда до 8-10С. Такие аккумуляторы несколько тяжелее своих слаботочных собратьев (примерно на 20%), и в названии у них после цифр емкости присутствуют буквы HD или HC, например KKM1500 – обычный аккумулятор емкостью 1500 мАч, а KKM1500HD – быстроразрядный. Хочется сразу сделать небольшое замечание для любителей экспериментов. В бытовой технике быстроразрядные аккумуляторы не применяются. Поэтому если вас посетит идея добыть по дешевке аккумулятор из сотового телефона или видеокамеры, то на хороший результат тут рассчитывать сложно. Скорее всего, такая батарея очень быстро умрет из-за нарушения предусмотренных режимов эксплуатации.

Области применения и стоимость

Применение литий-полимерных аккумуляторов позволяет решить две важные задачи — увеличить время работы мотора и снизить вес батареи.

При замене батареи 8.4 V NiMH 650 мАч двумя обычными, не быстроразрядными литиевыми аккумуляторами емкостью 2 А*ч, получаем батарею в 3 раза большей емкости, легче на 11 г и с несколько меньшим напряжением (7.2 вольта)! А если использовать быстроразрядные аккумуляторы, вот тогда и большие самолеты могут летать, не уступая в энерговооруженности ДВСу. В подтверждение этому, 7-е место в первенстве мира по пилотажным моделям F3A занял американец на электролете. Причем это была не маленькая жужжалка, а нормальный двухметровый самолет, как у остальных участников, имевших модели с двигателями внутреннего сгорания!

Очень хорошо зарекомендовали себя литий-полимерные аккумуляторы на небольших вертолетах, таких, как Piccolo или Hummingbird — например, даже при использовании стандартного коллекторного мотора время полета на двух банках емкостью 1 Ач составляет более 25 минут! А при замене мотора на бесколлекторный — более 45 минут!

И, конечно, литиевые аккумуляторы просто незаменимы, когда речь идет о комнатных самолетах весом 4-20 г. В этой области NiCd с ними сравниться не может — просто нет таких батарей (например, вес 45 мАч банки-1 г, 150 мАч — 3.2 г), которые при столь малом весе давали бы необходимую мощность — пусть даже в течение 1 минуты!

Единственная область, где пока литий-полимерные аккумуляторы уступают Ni-Cd — это область супервысоких (40-50С) разрядных токов. Но прогресс идет вперед, и, может быть, через пару лет мы услышим про новые успехи в этой области — ведь 2 года назад про быстроразрядные литиевые аккумуляторы тоже никто не слышал…

Вот, для примера, основные характеристики LiPo аккумуляторов Kokam:

Kokam 145	145	27.5х20.4х4.3	3.5	0.7A, 5C
Kokam 340SHC	340	52x33x2.8	9	7А, 20С
Kokam 1020	1020	61x33x5.5	20.5	3А, 3С
Kokam 1500HC	1500	76x40x6.5	35	12А, 8С
Kokam 1575	1575	74x41x5.5	32	7А, 5С

По цене, в пересчете на емкость, литий-полимерные аккумуляторы стоят примерно столько же, сколько NiMH.

Производители

В настоящее время существует несколько фирм-производителей литий- полимерных аккумуляторов. Лидером по количеству выпускаемых аккумуляторов и одним из первых по качеству является Kokam. Также известны фирмы Thunder Power, I-Rate , E-Tec, и Tanic (предположительно, это второе название Thunder Power или же это один из продавцов Thunder Power под своим названием). Посмотреть типы Kokam-а можно на сайте www.fmadirect.com , батареи разных производителей предлагаются на сайте www.b-p-p.com и www.lightflightrc.com .

Есть еще Platinum Polymer, предлагаемый на сайте www.batteriesamerica.com , предположительно — это другое название I-Rate .

Ассортимент емкости аккумуляторов весьма широк – от 50 до 3000мАч. Для получения больших емкостей используют параллельное соединение аккумуляторов.

По форме все батареи плоские. Как правило, их толщина меньше самой короткой стороны более чем в 3 раза, и выводы делаются с короткой стороны в виде плоских пластин.

I-Rate, насколько мне известно, быстроразрядных аккумуляторов пока не делает, и их аккумуляторы имеют одну особенность: один из электродов у них алюминиевый, и паять его проблематично. Это делает их неудобными при самостоятельной сборке батареи.

Аккумуляторы E-Tec — нечто среднее, они не заявлены как быстроразрядные, но ток их разряда выше, чем у обычных – 5-7С.

Лидерами по популярности являются Kokam и Thunder Power, причем Kokam в основном используют в легких и средних моделях, а Thunder Power на средних, больших и гигантских (более 10 кг!). Очевидно, это обусловлено ценой и наличием в ассортименте мощных сборок — до 30 вольт и 8Ач емкостью. Далее идут Tanic и E-tec, а вот про I-rate упоминаний мало. Platinum Polymer популярен почему-то только в Америке, причем используют его почти исключительно на медленных слоуфлаерах.

Зарядка литий-полимерных аккумуляторов

Заряд аккумуляторов осуществляется по достаточно простому алгоритму — заряд от источника постоянного напряжения 4.20 вольт/элемент с ограничением тока в 1С. Заряд считается завершенным, когда ток упадет до 0.1-0.2С. После перехода в режим стабилизации напряжения при токе в 1С аккумулятор набирает примерно 70-80% емкости. Для полной зарядки необходимо время около 2-х часов. К зарядному устройству предъявляются достаточно жесткие требования по точности поддержания напряжения в конце заряда — не хуже 0.01 в/банку.

Из представленных на рынке зарядных устройств можно выделить основных типа — простые, не «компьютерные» зарядники, в ценовой категории 10-40$, предназначенные только для литиевых аккумуляторов, и универсальные — в ценовой категории 120-400$, предназначенные для различных типов аккумуляторов, в том числе и для LiPo и Li-Ion.

Первые, как правило, имеют только светодиодную индикацию заряда, количество банок и ток в них выставляются перемычками. Достоинство таких зарядных устройств — низкая цена. Главный недостаток – некоторые из них не умеют правильно показывать окончание заряда. Они показывают лишь момент перехода от режима стабилизации тока к режиму стабилизации напряжения, что составляет примерно 70-80% емкости. Для полного окончания заряда надо еще подождать минут 30-40.

У второй группы зарядников возможности намного шире, как правило, они все показывают напряжение, ток и емкость (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. Ток заряда, как правило, равен 1С.

Эксплуатация и меры предосторожности

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» аккумуляторы из существующих, то есть требуют обязательного соблюдения нескольких несложных, но обязательных правил, из-за несоблюдения которых случается или пожар, или аккумулятор «умирает».

Перечислим их в порядке убывания опасности:

1. Заряд до напряжения, превышающего 4.20 вольт/банку.
2. Короткое замыкание аккумулятора.
3. Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С.
4. Разряд ниже напряжения 3.00 вольта/банку.
5. Нагрев аккумулятора выше 60°С.
6. Разгерметизация аккумулятора.
7. 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 (из-за этого у моего друга обгорел стол, на котором заряжались аккумуляторы, и занавеска) и контролировать ток, потребляемый мотором на «полном газу». Кроме того, не рекомендуется на модели закрывать аккумуляторы со всех сторон от поступления потока воздуха, а если это невозможно, то следует предусмотреть специальные каналы для охлаждения.

В случаях, когда ток, потребляемый двигателем, составляет более 2С, а аккумулятор на модели закрыт со всех сторон, после 5-6 минут работы мотора следует его остановить, а затем вытащить и потрогать аккумулятор — не слишком ли горячий. Дело в том, что после нагрева выше определенной температуры (около 70 градусов) 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…Отсюда следует второе важное правило: следите за напряжением в конце разряда аккумулятора и обязательно отключайте аккумулятор после работы!

Некоторые регуляторы скорости (особенно этим грешат Jeti) не прекращают потребление тока после выключения штатного выключателя. Что заставило чехов принять такое странное решение – не знаю. Но факт остается фактом, практически все модели контроллеров для бесколлекторных моторов Jetti (включая и новую серию «Advanced»), в которых есть BEC, то есть стабилизатор питания приемника и машинок от силового питания, не обеспечивают полное обесточивание цепи штатным выключателем. Отключаются только приемник и сервомашинки, а контроллер продолжает потреблять ток около 20 мА. Это особенно опасно, так как не видно, что питание включено, машинки стоят, мотор молчит… И если забыть о подключенном аккумуляторе на сутки-другие, то окажется, что с ним можно попрощаться — не любит литий глубокого разряда.

Конечно, следует помнить о том, что контроллер двигателя должен уметь работать с литиевыми аккумуляторами, то есть иметь регулируемое напряжение отключения двигателя. И надо не забывать программировать контроллер на нужное количество банок. Впрочем, сейчас появилось новое поколение контроллеров, которые автоматически определяют количество подключенных банок.

Разгерметизация – еще одна причина выхода литиевых аккумуляторов из строя, поскольку 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.

Хранение аккумуляторов, судя по рекомендациям производителей, следует производить в заряженном на 50-70% состоянии, лучше в прохладном месте, при температурах не выше 20°С. Хранение в разряженном состоянии отрицательно сказывается на сроке службы — как и у всех аккумуляторов, у литий-полимерных есть небольшой саморазряд.

Сборка батареи

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 P (parallel) после числа обозначает количество соединенных параллельно банок, а S (serial) –последовательно. Например, «Kokam 1500 3S2P» обозначает батарею, соединенную последовательно из 3-х пар аккумуляторов, и каждая пара образована 2-мя параллельно соединенными аккумуляторами емкостью по 1500мач., то есть емкость батареи будет 3000мАч (при соединении параллельно емкость возрастает), а напряжение – 3,7*3 = 11,1В..

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 1С. Желательно все купленные банки перед соединением разрядить до 3-х вольт током 0.1С – 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, так как различное внутреннее сопротивление приведет к разбалансировке батареи. При пайке следует соблюдать аккуратность, нельзя допускать перегрева выводов, — это может нарушить герметизацию и навсегда убить еще не успевший полетать аккумулятор. Некоторые типы аккумуляторов Kokam поставляются с уже припаянными кусочками печатной платы к выводам, для удобства распайки проводов. При этом добавляется лишний вес — около 1г на элемент, зато греть места для припайки проводов можно гораздо дольше — стеклотекстолит плохо проводит тепло. Провода с разъемами следует закрепить на корпусе батарее, хотя бы скотчем, чтобы случайно не оторвать вывод под корень.

Нюансы применения

Итак, подчеркнем еще раз самые важные моменты, связанные с использованием литий-полимерных аккумуляторов.

• Используйте нормальный зарядник.
• Применяйте разъемы, исключающие возможность замыкания батареи.
• Не превышайте допустимые токи разряда.
• Следите за температурой аккумулятора при отсутствии охлаждения.
• Не разряжайте аккумулятор ниже напряжения 3 V/банку (не забывать отключать аккумулятор после полета!).
• Не подвергайте батарею ударам.

Приведем еще несколько полезных примеров, вытекающих из ранее сказанного, но неочевидных на первый взгляд.

При использовании коллекторных моторов нужно не допускать ситуаций, когда мотор застопорен (например, модель лежит на земле), а на передатчике дан полный газ. Ток при этом слишком велик, и мы рискуем взорвать батарею (если раньше не сгорит мотор или регулятор). Эта проблема неоднократно обсуждалась в форумах RC Groups . Большинство регуляторов для коллекторных моторов выключают мотор при потере сигнала от передатчика, и, если ваш регулятор умеет это делать, я бы советовал выключать передатчик, если модель упала, например, в траву далеко от вас, — меньше риск при поиске модели задеть ручку газа болтающегося на ремне передатчика и не заметить этого.

В течении 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 — иногда необходимо контролировать емкость каждого элемента батареи в отдельности. Для этого можно измерить его напряжение в конце заряда. Как часто? Точно это пока установить сложно — слишком мало опыта эксплуатации накоплено. Как правило, рекомендуют примерно через 40-50 циклов после начала эксплуатации раз в 10-20 циклов производить проверку напряжения элементов батареи при заряде для выявления «плохих банок».

Не рекомендуется «высаживать в ноль» батарею, гоняя мотор до тех пор, пока он не перестанет вообще вращаться. Новой батарее такое обращение не повредит, а для немного разбалансированной — это лишний риск разрядить самую «плохую банку» ниже 3-х вольт, из-за чего она еще больше потеряет емкость.

Когда емкости различаются более, чем на 20% — такую батарею без специальных мер заряжать всю целиком нельзя!

Для автоматической балансировки элементов батареи при заряде используют так называемые балансеры (balancer). Это небольшая плата, подключаемая к каждой банке, содержащая нагрузочные резисторы, схему управления и светодиод, показывающий, что напряжение на данной банке достигло уровня 4.17 — 4.19 вольт. При превышении напряжения на отдельном элементе порога в 4.17 вольт балансер замыкает часть тока «на себя», не позволяя напряжению превысить критический порог. По одновременности зажигания светодиодов видно, какие банки имеют меньшую емкость — на их балансере светодиод зажжется первым. К балансерам предъявляется одно важное дополнительное требование- ток, потребляемый ими от батареи в «ждущем» режиме должен быть мал, обычно он составляет 5-10 мкА.

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 индикации «плохих» элементов в батарее. Вышесказанное относится к батареям, составленным из 3-х и более элементов, для 2-х баночных батарей балансеры, как правило, не применяют.

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 сохраняется 80% емкости). Но тем не менее, летать на них при температурах около –10…-15 °С можно. Дело в том, что не надо перед полетом морозить батарею — положите ее в карман, где тепло. А в полете 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 литий-полимерными аккумуляторами — если их не догонят топливные элементы. По мере повышения спроса на аккумуляторы и увеличения объема их выпуска цена будет неизбежно падать, и тогда литий станет, наконец, также распространен, как NiMH. На Западе это время уже полгода как наступило, по крайней мере, в Америке. Популярность электролетов с литий-полимерными аккумуляторами все растет. Хочется надеяться, что бесколлекторные моторы и контроллеры к ним тоже подешевеют, но в этой области прогресс снижения цен движется менее стремительно. Ведь всего два года назад задавался в форуме вопрос — «А кто- нибудь реально летает на brushless?». А про литиевые аккумуляторы тогда упоминания не было вообще…

В общем, поживем — увидим.

Литий-полимерный материал

делает продукцию отличительной | Power Electronics

Герметичные свинцово-кислотные (SLA) и никель-кадмиевые батареи раньше были единственными опциями для портативного оборудования. Хотя эти химические соединения по-прежнему обладают преимуществом в виде более низкой стоимости и больших диапазонов рабочих температур, их низкая удельная энергия требует больших и тяжелых корпусов. Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторные системы — хороший вариант для меньшего веса, более высокой плотности энергии или совокупного напряжения или большего количества рабочих циклов. Каждый химический состав имеет уникальные характеристики, которые влияют на его работу в конкретном портативном устройстве.Необходимо понимать конкретные характеристики с точки зрения напряжения, циклов, тока нагрузки, плотности энергии, времени заряда и скорости разряда, чтобы определить ячейку, подходящую для конкретного применения.

Литий-ионные элементы

выпускаются в трех основных форм-факторах: цилиндрические, призматические (прямоугольная форма кирпича) и плоские литий-полимерные элементы. Чаще всего используется литий-ионный аккумулятор цилиндрической формы 18650. Производится несколько миллионов ячеек в месяц. Они используются в большинстве приложений портативных компьютеров.18650 предлагает самую низкую стоимость ватт-часа. 18 обозначает диаметр ячейки в миллиметрах, а 65-ноль означает, что ее длина составляет 65 мм.

Ячейки призматической или кирпичной формы часто экономичны и доступны во множестве размеров. Они также бывают разной высоты от 4 мм до 12 мм. Самый распространенный размер — длина 50 мм и ширина 34 мм.

Литий-полимерные элементы, иногда называемые ламинатными, доступны с нестандартным размером основания.Они могут быть очень тонкими или довольно большими в зависимости от их предполагаемого использования.

На рис. 1 показан рост, прогнозируемый в течение следующего десятилетия для различных типов перезаряжаемых элементов (включая автомобильные литий-ионные батареи). Все литий-ионные элементы почти на всех рынках обгоняют никелевые элементы. Прогнозируется астрономический рост цилиндрических и автомобильных аккумуляторов. По прогнозам, литий-полимерные батареи, показанные фиолетовым цветом, к концу этого десятилетия станут довольно распространенными среди производителей, производящих 1 миллиард элементов в год.

Литий-полимерный дифференциал

Основным преимуществом литий-полимерных батарей является разнообразие доступных форм-факторов. Производители устройств Bluetooth первыми осознали преимущество литий-полимерных батарей. Наличие очень тонких батарей позволило телефону Motorola Razr иметь большой успех на рынке. Apple создала тонкий ноутбук, который выделил его на рынке ноутбуков с высокой степенью массовости.

Ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и наоборот при зарядке.Три основных функциональных компонента литий-ионной батареи — это анод, катод и электролит, для каждого из которых используются различные материалы. С коммерческой точки зрения наиболее популярным материалом для анода является графит, но некоторые производители используют кокс. Катод обычно представляет собой один из трех материалов: слоистый оксид (например, оксид лития-кобальта), один на основе полианиона (например, фосфат лития-железа) или шпинель (например, марганец).

В цилиндрических и призматических элементах Li-Ion

используется дискретная пористая полимерная мембрана — обычно полиэтилен (PE), которая помещается между электродами.После сборки ячейка снова заполняется раствором электролита.

В литиевом полимере

используется сепаратор из полиэтилена, полипропилена (ПП) или ПП / ПЭ. В некоторых литиевых полимерах используется полимерный гель, содержащий раствор электролита, нанесенный на поверхность электрода. Затем структура может быть ламинирована перед упаковкой.

Строительство:

• Литий-ионный цилиндрический и призматический слои материала раскатываются (как рулон желе).
• Литий-полимерный материал можно свернуть или сложить, как колоду карт.

Упаковка:

• Литий-ионные цилиндрические и призматические элементы расфасованы в металлические банки.
• Литий-полимерный упакован в гибкий материал «кофейный пакетик».

Производство литий-полимерных материалов

Поскольку химический состав и внутренняя структура такие же, как у обычных литий-ионных элементов, начальная часть производственного процесса практически не изменилась. Можно использовать все то же автоматизированное высокопроизводительное оборудование.Это помогает контролировать расходы и поддерживать качество и единообразие продукции.

Первый этап — приготовление навозной жижи; порошки электродов смешиваются со связующими и диспергируются, как краска, в воде или растворителе. Затем суспензии наносятся с очень высокой точностью на фольгу, чтобы образовать рулоны двух электродов: анода и катода. Затем электроды сжимают с большой силой, чтобы в ячейку попало как можно больше материала, чтобы максимально увеличить емкость ячейки. Эти широкие рулоны сжатых электродов затем разрезают на несколько катушек с шириной, соответствующей ширине изготавливаемой ячейки.

Затем намотчик приваривает петли, накладывает несколько кусков изоляционной ленты и наматывает электроды с промежуточными разделителями, чтобы образовалась рулетка с желе. Другой способ изготовления литий-полимерных элементов — вырезать прямоугольные листы электродов и сложить их друг с другом с разделительными слоями между ними. В этом случае вместо намоточного устройства требуется перфоратор и штабелеукладчик.

Если процесс расходится, то это сборка; Литий-полимерная сборка имеет тенденцию быть полуавтоматической, что дает ей преимущество более быстрого и менее дорогостоящего преобразования элементов нового размера по сравнению с высокоавтоматизированным процессом цилиндрических элементов, который делает изменение размеров очень дорогостоящим и трудоемким.Линии сборки полимеров также можно полностью автоматизировать, но тогда они потеряют некоторую гибкость в размерах.

Первым этапом сборки является формирование пакетов для ячеек. Ламинированный упаковочный материал обычно имеет толщину около 100 микрометров и состоит из 5-7 слоев с различными функциями. В середине ламината находится алюминиевый слой, который служит барьером для влаги и выполняет ту же функцию, что и упаковка для пищевых продуктов. Поскольку литий-ионные элементы вступают в реакцию с влагой, этот слой жизненно важен для длительного срока службы батареи.

Как только пакеты сформированы, рулоны или палубы с желе вставляются и затем запаиваются при нагревании, оставляя отверстие для заполнения электролитом. Затем заливают электролит и закрывают отверстие в упаковке.

Далее следует рентгеновский контроль, чтобы убедиться, что электроды правильно выровнены перед отправкой клеток в формирование.

Процесс формирования — это первая зарядка, запатентованный метод, который способствует стабильности работы ячейки. В мешках есть два отделения: одно для рулона желе, а другое — карман для газов, образующихся во время цикла формирования.После образования эти газовые карманы изолируются от ячейки и удаляются.

Наконец, элементы тестируются на предмет выявления некачественных элементов, а исправные элементы сортируются по емкости и заряжаются до ~ 50% уровня заряда для отправки.

На рис. 2 изображена литий-ионная призма с металлической банкой и, для сравнения, рулон с желе (рис. 3). Тонкослойный полимер изображен в литий-ионной призматической металлической банке. Также обратите внимание, что призматическая ячейка имеет выпускное отверстие с выводами на металлической банке.Положительный и отрицательный выводы на полимерной ячейке — это выступы, выступающие из ячейки.

Преимущества литий-полимерной батареи

Литий-полимерные батареи

могут быть очень тонкими, примерно до полумиллиметра. Однако большая часть пространства тратится впустую упаковкой в ​​нижней части этого диапазона, поэтому толщина ячеек обычно составляет от 2 до 6,5 мм.

Длину и ширину можно сделать довольно большими. Емкость элементов может варьироваться от 50 мАч для небольшой ячейки, такой как гарнитура Bluetooth, до 10 Ач или более для аккумулятора электромобиля.

Отсутствие металлической банки обеспечивает большую гибкость при изменении размеров в соответствии с требованиями заказчика. Такая гибкость существует по нескольким причинам. Во-первых, с точки зрения поставки компонентов, ламинат просто разрезается на разную ширину, вместо того, чтобы требовать от поставщика банки производить новые инструменты для производства консервных банок нового размера. Кроме того, процесс термосваривания легко модифицируется по сравнению с опрессовкой цилиндрических ячеек. Для призматических ячеек лазерная сварка также может быть легко адаптирована, но большие плоские пропорции проблематичны для сборки.

Обычно время обработки составляет менее 90 дней с момента запроса клиента на образцы, соответствующие требованиям UL.

Литий-полимерный аккумулятор Недостатки

Литий-полимерный

чрезвычайно гибок, хотя за эту гибкость можно получить небольшую надбавку. Литий-полимерные элементы дороже за ватт-час по сравнению с другими типами литий-ионных элементов по нескольким причинам. Высококачественный ламинат и специальные язычки, которые позволяют запечатать пакет, стоят дорого.Во-вторых, более низкая скорость производства увеличивает как трудозатраты, так и накладные расходы. Наконец, хотя более низкие производственные циклы позволяют гибкость размеров, это приводит к более низким выходам и более высоким затратам на изготовление прототипов.

Мягкая упаковка на полимерных ячейках легко пробивается и набухает больше, чем металлические банки.

Еще одним недостатком литий-полимерного элемента по сравнению с цилиндрическим элементом является меньшая объемная плотность энергии. Это связано с тем, что цилиндрические элементы не выпирают из-за своей чрезвычайно прочной формы, поэтому можно использовать электроды очень высокой плотности.Кроме того, выбор материалов упрощается, поскольку небольшое количество газа, производимое цилиндрической ячейкой, не влияет на ее характеристики или форму.

То же самое не относится к литий-полимерным элементам. Однако этот недостаток плотности энергии можно преодолеть за счет преимущества плотности упаковки. В дополнение к потерянному пространству между ячейками, цилиндрические ячейки имеют фиксированный размер, в основном диаметр 18 мм, поэтому они могут не использовать все пространство, доступное в приложении.

Одноместный 2.Литий-полимерный аккумулятор 7Ah 624199 имеет значение Вт-ч / кг, аналогичное аккумулятору 18650 с емкостью 2,6 А-ч, но меньшее значение Вт-ч / л. Но если посмотреть на Wh / l, когда 18650 упакованы в прямоугольную коробку, они довольно близки. Позже в этом году емкость этого размера увеличится до 3 Ач для литий-полимерных элементов, в результате чего удельная энергия батареи будет эквивалентна 2,6 Ач 18650.

Характеристики напряжения

Профиль OCV (напряжение холостого хода) зависит не от упаковки, а от активных материалов внутри.Ниже приведены кривые напряжения всех катодных материалов, используемых в литий-ионных батареях. От самого высокого до самого низкого напряжения это марганцевая шпинель, оксид кобальта (CO), никель-марганец-кобальт (NMC) и фосфат железа. Большинство литий-ионных элементов, включая литий-полимерные, являются CO, NMC или их смесью, поэтому диапазоны напряжения должны быть одинаковыми: от 3 В на нижнем уровне до 4,2 В на верхнем уровне заряда. В то время как литий-полимерные батареи с твердыми полимерными электролитами страдали от плохой проводимости, а гелевые полимерные элементы имели более высокий импеданс из-за высокой вязкости их электролита и более низкой ионной подвижности, эти проблемы можно решить с помощью конструкции элементов и использования жидких электролитов.На рис. 4 показан пример профилей разряда батареи 2,7 Ач, используемой в приложениях для портативных ПК, при разряде до 4,8 А или 1,78 ° C, наравне с 2,6 Ач 18650.

И литиево-полимерные, и призматические элементы, как правило, имеют более длительный срок службы, чем цилиндрические элементы, потому что они не так сильно ограничены, что позволяет электродам более свободно расширяться и сжиматься во время цикла. Вот график заряда 1С, ресурса разряда 1С элемента 2,7 Ач. После 500 циклов он все еще сохраняет 90%.Появляются новые конструкции, которые достигают 95% после 500 циклов и должны превышать 1000 циклов.

Рекомендации по использованию полимерных ячеек

Прокол элемента представляет собой гораздо больший риск для литиево-полимерного элемента по сравнению с элементом в стальной или алюминиевой банке. Проколотая ячейка может вызвать внутреннее короткое замыкание, которое приведет к нагреву ячейки. Даже если он не закорачивает элемент, утечка может привести к проникновению влаги, что в конечном итоге приведет к саморазряду элемента и его смерти. Ячейка также может набухать в результате анодной реакции с влагой.Особое внимание следует уделять обращению с ячейками и конструкции упаковки, чтобы не допустить соприкосновения острых предметов с ячейками.

Короткое замыкание на кромке — еще одна проблема, о которой часто забывают. Алюминиевый слой в упаковке является проводящим, поэтому, если он обнажается на срезанных краях упаковки, он может закоротить компоненты, контактирующие с ним. Кроме того, в ячейке могут возникать реакции внутренней коррозии, которые могут возникнуть, если закоротить контакты к алюминиевому слою.Это могло произойти, если язычки загнуты за край упаковки. Опять же, требуется осторожное обращение и хороший дизайн упаковки.

Повреждение из-за чрезмерного разряда является проблемой для всех литий-ионных элементов, но возникающее в результате газообразование в литиево-полимерных элементах более очевидно. Когда напряжение на ячейке падает слишком низко (~ 1,5 В), на аноде начинается реакция с образованием газа. Поскольку напряжение продолжает падать ниже 1 В, медь из анодного токосъемника начинает растворяться и замыкает ячейку. BMU должен предотвратить чрезмерную разрядку.

Переплата аналогична. На катоде происходит выделение газа, поскольку электролит начинает разлагаться при высоком напряжении (~ 4,6 В). Цилиндрические элементы имеют встроенные устройства прерывания тока, активируемые давлением (CID), чтобы остановить перезарядку при повышении давления газа. Полимерные ячейки не имеют CID. Хотя их набухание помогает предотвратить дальнейший перезаряд за счет увеличения импеданса ячейки, это должно быть только окончательной безопасностью. Внешний термопредохранитель обычно добавляется для защиты от перезарядки в дополнение к управлению зарядным устройством и BMU.

Внешнее короткое замыкание может вызвать вздутие из-за нагрева и чрезмерного разряда. Цилиндрические элементы имеют встроенный PTC (положительный тепловой коэффициент) — устройство, которое расширяется и создает высокий импеданс при нагревании или самонагревании из-за высокого тока во время внешнего короткого замыкания. Полимерные элементы не имеют этого встроенного PTC, поэтому для защиты от короткого замыкания можно добавить внешний PTC или плавкий предохранитель.

Батарейные блоки, изготовленные из литий-ионных аккумуляторов, не являются простой конфигурацией ячеек.Это тщательно спроектированные продукты с множеством функций безопасности. Основные компоненты аккумуляторной батареи включают элементы — первичный источник энергии, печатную плату — интеллектуальную систему, пластиковый корпус, внешние контакты и изоляцию. Лишь недавно коммерческие и промышленные применения начали использовать литиевый полимер. Вот несколько специальных рекомендаций по конструкции аккумуляторных батарей с литий-полимерными элементами.

Механические рекомендации:

Так как ячейки не жесткие, между ячейками вставлено ребро (1), чтобы предотвратить раздавливание и скручивание упаковки.

Контактная сварка контактов (2) рекомендуется для предотвращения расплавления упаковки элемента под воздействием тепла от пайки.

Ячейки необходимо закрепить внутри корпуса, чтобы предотвратить смещение во время ударов и вибрации (3).

Укладка клеток в стопку предотвращает проблемы, вызванные набуханием клеток. С другой стороны, для сильноточных приложений следует избегать штабелирования ячеек, потому что штабелирование создает проблемы с терморегулированием.

Электрооборудование:

Термистор (1) — это защитное приспособление, которое должно располагаться напротив ячейки, но вдали от участков, наиболее подверженных набуханию.

Требуется внешняя защита от короткого замыкания и перегрева на плате управления батареей (2), поскольку в элементе нет PTC или защиты от короткого замыкания.

Как и во всех литий-ионных аккумуляторных батареях, согласование ячеек важно, поскольку разница в напряжении между ячейками влияет на характеристики разряда и заряда, резко снижая емкость ячейки.

---

Статьи по теме

Портативные центры управления питанием с характеристиками аккумуляторов
Конструкции управления питанием на основе аккумуляторов зависят от соответствующей аккумуляторной батареи, поэтому проектирование начинается с выбора конкретного типа аккумулятора.Батарея состоит из ячейки с двумя электродами, контактирующими с электролитом, который создает напряжение, определяемое используемым химическим составом. Одна категория аккумуляторов — это первичный тип, который не подлежит перезарядке, поскольку в нем используется необратимая химическая реакция для производства электричества. Второй тип — это аккумуляторная батарея. Здесь мы рассмотрим только аккумуляторные батареи для портативных систем ….

Замените батареи SLA на литий-ионные
В приложениях с высоким напряжением и высокой емкостью используется литий-ионная (литий-ионная) технология из-за ее высокой плотности энергии и небольшого размера…

Литий-ионные аккумуляторы высокой плотности и небольшого размера, необходимые для управления электромобилями.
Литий-ионные аккумуляторы используются в различных областях. На рис. 1 показаны различные требования к питанию для различных аккумуляторных батарей в Японии ….

По мере того, как все больше наших развлечений и работы переносится на наши мобильные устройства, мы все больше полагаемся на мобильные аккумуляторы для питания наших устройств. В настоящее время наиболее распространены литиевые батареи. Литиевые батареи можно разделить на два основных типа, а именно литий-ионные батареи и литий-ионные полимерные батареи.По сравнению с более ранними никель-металлогидридными батареями литиевые батареи имеют преимущество в том, что они могут заряжаться и разряжаться быстрее, и не имеют такого «эффекта памяти», который возникает, когда батарея заряжается до того, как она полностью разрядится.

Литий-ионный аккумулятор

Иногда называемые литий-ионными батареями, это самые зрелые и недорогие батареи на рынке. Поскольку в литий-ионных батареях используются электролиты жидкого типа, их необходимо хранить в металлических контейнерах.Чаще всего видны контейнеры цилиндрической или призматической формы; однако наиболее распространены цилиндрические батареи, такие как литий-ионные батареи 18650. Также из-за простоты производства литий-ионные батареи используются во всем, от небольших электронных устройств до больших электромобилей.

Литий-ионные батареи тяжелее, но имеют широкий спектр применения

Литий-ионные полимерные батареи

Литий-полимерные батареи
тоньше и легче, но дороже

Обычно называемые литий-полимерными батареями, эти батареи можно рассматривать как следующую эволюцию литий-ионных батарей.В них используется гелеобразный электролит, который с меньшей вероятностью вызовет проблемы с утечкой, и он может иметь более тонкий форм-фактор, чем литий-ионные батареи. Он может быть легко изготовлен в различных размерах и формах, чтобы соответствовать различным электронным продуктам. Кроме того, более тонкие форм-факторы имеют большую площадь поверхности, что способствует лучшему отводу тепла, а тепловые характеристики улучшаются по мере увеличения размера батареи.

Можно подумать, что литий-полимерные батареи лучше литий-ионных, но на самом деле они очень похожи по конструкции и безопасности.Например, перезаряд или разряд обеих батарей может вызвать определенную степень повреждения батареи, что может привести к возгоранию или взрыву батареи. В конце концов, выбирая аккумулятор, независимо от его типа, убедитесь, что вы покупаете аккумулятор проверенного бренда, который соответствует самым высоким стандартам безопасности. Не подвергайте себя риску использования некачественной батареи ради экономии.

#Внешний аккумулятор # Батарея # Литий-ионный # Литий-полимерный #Мобильный телефон

Литий-ионный и литий-полимерный аккумулятор — Сравнение и поставка: аккумуляторы

В настоящее время портативность считается жизненно важной частью большей части электроники.Это привело к производству многих новых типов батарей. Некоторые из них хороши в одном, а другие — в другом. Некоторые из них тоже очень опасны. Вот почему для каждого типа аккумулятора существуют правила использования, ношения и транспортировки.

Здесь мы обсудим два самых популярных типа аккумуляторов в мире. Это будет сравнение литий-ионных и литий-полимерных батарей в соответствии с их характеристиками и различиями.В конце мы также поделимся информацией о транспортировке этих аккумуляторов в самолетах.

Является ли литий-полимерный аккумулятор литиево-ионным?

Из-за схожести названий многих это смущает. Нет, это не то же самое, потому что литий-ионный аккумулятор — это совсем другое дело, чем литий-полимерный аккумулятор. Между этими двумя типами батарей есть много различий. Эти различия обсуждаются ниже.

Разница в плотности энергии.

Это самая большая разница между этими двумя батареями. Плотность энергии — это заряд, который батарея может хранить в зависимости от ее веса. Литий-ионные аккумуляторы хороши в этом, потому что у них очень хорошая плотность энергии, что означает, что они могут хранить в них огромное количество энергии?

В то время как литий-полимерные батареи имеют очень низкую плотность энергии по сравнению с литий-ионными батареями.

Разница в стоимости.

Стоимость — еще один фактор, который отличает эти два разных типа батарей.Это очень интересный факт, что, несмотря на то, что литий-ионные батареи имеют большую удельную энергию, они все же дешевле. Литий-полимерные батареи обычно на 30% дороже литий-ионных.

Разница в весе и конструкции.

В области конструкции батарей литий-полимерные батареи лучше. Это потому, что они очень легкие, а их корпус немного мягкий. Еще одним фактором является то, что эти батареи могут быть выполнены в низкопрофильном стиле.Это увеличивает их стоимость. С другой стороны, литий-ионные батареи обычно больше и крепче.

Различия в функциях безопасности.

Безопасность батареи является серьезной проблемой для многих производителей и потребителей. Литий-ионные батареи склонны к взрыву в плохих условиях, потому что два разных материала в этих батареях могут легко соприкасаться. Литий-полимерные батареи очень безопасны по сравнению с литий-ионными батареями, потому что их электролит не так подвержен утечке.

Разница в продолжительности жизни.

Срок службы литий-ионных батарей сравнительно больше, чем у литий-полимерных батарей. И в литий-ионных аккумуляторах нет эффекта памяти. Но литий-ионные батареи со временем теряют свою емкость.

Что лучше: литий-ионный аккумулятор или литий-полимерный аккумулятор?

Это еще один очень популярный среди литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов. Оба они очень популярны, и это сбивает людей с толку.Но ни один из них так или иначе не идеален. У обеих этих батарей есть свои плюсы и минусы. Один из способов выбрать, какой из них лучше, — это знать и оценивать батареи в соответствии со своими потребностями.

Здесь мы расскажем о некоторых моментах, которые помогут вам решить, какая батарея лучше для вас.

Для чего вы собираетесь использовать аккумулятор?

Это самое главное, что нужно учитывать при выборе аккумулятора. Если вы используете аккумулятор в продукте, который требует адекватного питания, но не заботится о времени доставки, то вы можете предпочесть литий-полимерный аккумулятор.Это связано с тем, что у этих аккумуляторов низкая емкость, но они могут обеспечивать достаточную мощность.

Если необходимо обеспечить питание в течение более длительного времени, вам могут понадобиться литий-ионные батареи, поскольку они могут удерживать больший заряд.

Вас беспокоит размер батареи?

Если размер батареи является одной из ваших основных проблем, вы можете выбрать литий-полимерные батареи, поскольку они также доступны в низкопрофильных корпусах.

Вас беспокоит стоимость?

Когда цена является серьезной проблемой, тогда хорошо выбрать литий-ионный аккумулятор, потому что он легко доступен по сравнительно более низким ценам.

Если вы заменяете батарею из старого продукта, знаете ли вы, какую батарею он использовал раньше?

При замене батареи следует использовать ту же батарею, которая использовалась ранее.

Можно ли брать литий-полимерные батареи в самолет?

Взять аккумуляторы с собой в рейс — еще одна проблема, вызывающая серьезную озабоченность во всем мире. Это произошло из-за некоторых прошлых инцидентов, когда батареи стали причиной взрыва или пожара на месте.Батареи можно брать с собой в самолет только при особых обстоятельствах. Некоторые из этих обстоятельств обсуждаются здесь.

Батарейки в электронике.

Если у вас есть какой-либо электронный предмет с батареей. Тогда вы должны держать это устройство при себе в ручном хранилище. Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, — это то, что батарея не должна быть более 100 Вт / ч. В противном случае это устройство не будет разрешено взять с собой в рейс.

Отдельные батареи.

В случае, если запасные батарейки у вас при себе, то вы также должны соблюдать некоторые правила. Батареи не могут быть больше 160 ватт-часов. Вы также должны добавить эти батареи с собой в полёт.

Можно ли сдать аккумуляторы в багаж?

Никакие власти не разрешают вам хранить батарейки в багаже, потому что есть вероятность взрыва или возгорания из-за батарей.

Правила перевозки аккумуляторов в самолете.

1. В любом случае аккумулятор будет в руке.

2. Запасные батареи должны быть защищены на их клеммах, чтобы они не вызывали искр.

3. Вы должны использовать отдельные пластиковые контейнеры, достаточное количество изоленты или профессиональный футляр для батарей, чтобы носить их с собой в самолете.

Заключение

Мы надеемся, что этого было более чем достаточно для любого проясните вашу путаницу относительно двух самых популярных типов аккумуляторных батарей.Изучив различия и характеристики аккумуляторов, вы сможете эффективно принять решение о покупке.

Li-Ion VS. Самый лучший литий-полимерный？ -знание аккумуляторов

Аккумулятор — это то, что не только к смартфону прилипает. Дроны, радиоуправляемые машины, электромобили или любое автономное устройство имеют аккумулятор. Это также одна из самых больших проблем при покупке смартфона. В течение нескольких лет в батареях в качестве основного элемента использовался литий благодаря отсутствию эффекта памяти и небольшому размеру.

Но в мире смартфонов есть два типа литиевых аккумуляторов: литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) и литий-полимерные аккумуляторы (LiPo). Продолжайте читать, чтобы узнать, какие различия существуют между ними.

большой мощности поставляется с индивидуальными литий-ионными и литий-полимерными батареями, которые являются безопасными, надежными, долговечными и долговечными.

Часть 1. Что общего у литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов?

У LiPo и Li-Ion аккумуляторов есть нечто очевидное общее: оба они литиевые.Эти типы аккумуляторов распространены, потому что их производство становится все более дешевым и они все более распространены на рынке (особенно если вы посмотрите на смартфоны).

Они имеют относительно длительный срок службы (обычно максимум 1000 циклов нагрузки, хотя наиболее распространенным является то, что они выдерживают около 500 циклов или немного дольше без существенного изменения своих достоинств), размер, достаточно малый для их емкости и небольшой вес (особенно те, которые поддерживают быструю загрузку и требуют меньшей плотности).Все это делает их идеальными для питания небольших устройств, таких как наши смартфоны или даже дроны.

Основным недостатком этого типа батарей является их способность к сгоранию, как мы могли наблюдать в Galaxy Note7. Литиевые батареи нельзя подвергать воздействию высоких температур. По сравнению со старыми никель-кадмиевыми (NiCd) и никель-металл-гидридными (Ni-Mh) батареями, они представляют собой значительную эволюцию, поскольку они практически не обладают эффектом памяти.

Разница между Li-Ion и LiPo батареями:

Хотя они в основном очень похожи на литиевые, между ними есть некоторая разница.Начиная с самых технических приемов, в литий-ионных батареях в качестве электролита используется соль лития, содержащаяся в органическом растворителе (жидкости), который обеспечивает необходимые ионы, которые будут циркулировать между катодом и анодом во время разряда.

Это создает разность потенциалов, которая заставляет электроны двигаться (обеспечивать питание) цепи, к которой подключена батарея. Во время зарядки полярность инвертируется, процесс обратный, то есть ионы перемещаются от анода к катоду.

В случае LiPo аккумуляторов процесс очень похож, за исключением того, что соль лития содержится в виде геля (полимерного соединения) вместо жидкости, что снижает вероятность утечки или, по крайней мере, более контролируемую.

Несколько советов по уходу за аккумулятором:

Аккумулятор — одна из частей, которые больше всего беспокоят пользователей. Итак, у нас есть базовое руководство по батареям, в котором вы можете найти великие мифы об аккумуляторах, и я уверен, что вы подумали о многом другом.Вот несколько советов, чтобы ваша батарея как можно меньше пострадала в течение ее срока службы:

· Заряжайте свой смартфон, когда он просит вас об этом, заряжайте его до того, как он разрядится, если это возможно.

· Не пытайтесь включить его, если он был выключен из-за отсутствия батареи. Сильная разрядка аккумулятора может привести к невозможности его перезарядки.

· Вам не нужно ждать, пока он зарядится на 100%, для его отключения. Используйте его, когда вам это нужно.

· Не подвергайте аккумулятор воздействию высоких температур; он портится и резко сокращает срок его службы.

· Остерегайтесь быстрых зарядных устройств. Лучше использовать оригинальные зарядные устройства, так как почти у каждого производителя есть собственная технология быстрой зарядки.

· Если вы собираетесь хранить батарею в течение длительного периода времени (несколько месяцев), не оставляйте батарею на максимальную или минимальную емкость, старайтесь составлять примерно половину ее емкости (40% — 50%). ).

· Если аккумулятор долгое время простаивал, на положительном полюсе может образоваться тонкая пленка хлорида лития, что затрудняет циркуляцию электронов. Это устраняется при использовании.

Часть 2: Литий-полимерный аккумулятор Советы по зарядке:

Для надежной зарядки аккумулятора в первую очередь и, прежде всего, стандарты безопасности: Следите за аккумулятором во время зарядки. Мы читали на форумах и в блогах об инцидентах, которые произошли из-за того, что LiPo аккумулятор заряжался, не осознавая этого во время процесса.

1. Перезарядка аккумулятора iPhone сокращает срок службы этого компонента: В настоящее время аккумулятор iPhone может выдерживать около 700 — 1000 циклов зарядки, что позволяет сохранить 90% своей емкости, когда мы проходим 500 циклов.

2. Зарядка iPhone от 0 до 100% — это то, что называется циклом зарядки: Если телефон заряжается 4 раза от 75% до 100%, это соответствует 1 циклу зарядки.

3. Оставьте iPhone подключенным к заряженному после зарядки: В отличие от существующего мифа, он не повреждает аккумулятор, поскольку он автоматически отключается от цепи зарядки после ее завершения.Как правило, эта проблема возникает только в том случае, если вы оставляете iPhone подключенным более 24 часов подряд.

4. Текущие батареи (ионно-литиевые) лучше всего сохраняются: с зарядом 40%, когда они не используются в течение длительного времени, поэтому, если вы не собираетесь использовать iPhone в течение длительного времени , лучше всего оставить его с загрузкой 40% -50%, а не так, как указано в логике загрузки до 100%.

5. Медленная зарядка увеличивает срок службы батареи: , чем быстрая зарядка, и даже если к iPhone (например, iPad) подключено зарядное устройство с большей силой тока, скорость его зарядки не увеличится, поскольку iPhone обычно использует 0, 8 — 1.2 ампера при загрузке, а остальное выбросьте.

Часть 3: Срок службы литий-полимерных батарей:

Еще один аспект, который имеет значение, когда дело доходит до понимания всех тонкостей батарей, — это время их загрузки. Так же, как мы заботимся о том, как долго у нас будет телефон, также интересно знать, сколько времени потребуется, чтобы вернуть 100% мощности к тому же, чтобы иметь возможность отделить нас от вилки. Если, конечно, у нас нет внешней батареи.

Литий-ионные против литий-полимерных батарей

Обычно вы видите смартфоны Android или мобильные телефоны со спецификацией батареи как литий-ионный аккумулятор емкостью 4000 мАч или литий-полимерный аккумулятор емкостью 4000 мА · ч, поэтому сегодня мы собираемся обсудить литий-ионный аккумулятор и литий-полимерный аккумулятор !

Литий-ионные батареи, часто называемые литий-ионными, чрезвычайно распространены в наши дни, в то время как литий-полимерные батареи, также называемые LiPo или литий-полимерными батареями.Но в чем отличия, сходства и что из них лучше?

Появились никель-металлогидридные и литий-ионные аккумуляторы. В начале 1990-х годов ведется борьба за признание потребителей. Сегодня литий-ионные аккумуляторы — это наиболее быстро развивающаяся и многообещающая химия для аккумуляторов.

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

Литий-ионный аккумулятор, хотя и немного ниже по плотности энергии, чем металлический литий, безопасен при соблюдении определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке. В 1991 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру.

Высокое напряжение ячеек 3,6 В позволяет создавать аккумуляторные батареи только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной соте.

— Литий-ионный аккумулятор — это батарея, не требующая особого обслуживания, а это преимущество, на которое не может претендовать большинство других химикатов.
— Литий-ионные элементы при утилизации не причиняют особого вреда.
— Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы.
— Литий-ионные батареи, как известно, в некоторых приложениях служат пять лет.
— Высокая плотность энергии — потенциал для еще большей производительности.
— Не требует длительного грунтования в новом состоянии. Достаточно одной регулярной зарядки.
— Относительно низкий саморазряд — саморазряд в два раза меньше, чем у никелевых аккумуляторов.
— Низкие эксплуатационные расходы — периодическая разрядка не требуется; нет памяти.
— Специальные элементы могут обеспечивать очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.

Аккумулятор LiPos работает по принципу интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития из материала положительного и отрицательного электродов, при этом жидкий электролит обеспечивает проводящую среду.

Чтобы электроды не касались друг друга напрямую, между ними находится микропористый сепаратор, который позволяет только ионам, а не частицам электрода перемещаться с одной стороны на другую.

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

Литий-ионный полимер

находит свою рыночную нишу в изделиях с тонкой пластиной, таких как батареи для кредитных карт и другие подобные приложения.

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

Различия, вероятно, будут довольно небольшими для батарей в современных цифровых устройствах, но строго говоря, лучше думать о мощности в ваттах, а не в амперах. Если кто-то спросит вас, равен ли литий-полимерный аккумулятор емкостью 4200 мАч литий-ионному аккумулятору 4200 мАч? Каков будет ваш ответ?

Батареи разных типов вырабатывают разное напряжение. Стандартный элемент AA — 1.5 вольт, но аккумулятор AA часто составляет всего 1,2 или 1,3 В. Вот почему некоторое оборудование плохо работает от аккумуляторов типа AA.

Li-Poly и Li-Ion с одинаковым количеством мАч имеют одинаковую емкость накопителя, то есть 2000 мАч для обоих одинаковы, а напряжение одинаково (3,7 В на элемент). Разница между Li-Poly и Li-Ion заключается в том, что Li-Poly имеет немного более высокую плотность энергии, а используемые материалы позволяют придавать ему форму, отличную от Li-Poly.

Между тем, наиболее существенным различием между литий-ионными и литий-полимерными батареями является химический электролит между их положительным и отрицательным электродами.

В Li-Po батареях это не жидкость. Вместо этого в технологии Li-Po используется одна из трех форм: сухое твердое вещество, которое в значительной степени было прекращено в годы создания прототипов литий-полимерных батарей; пористый химический состав; или гелеобразный электролит.

Самым популярным среди них является последний — тип аккумулятора, который вы найдете в новых портативных компьютерах и электромобилях.Загвоздка в том, что многие компании на самом деле продают вам не настоящую литий-полимерную батарею, а литий-ионную полимерную батарею или литий-ионную батарею в более гибком корпусе.

Это один из самых сложных вопросов. Но, глядя на различия между ними обоими, они предлагают одну и ту же услугу, только одна дороже в производстве и по многим другим причинам.

Литий-ионные аккумуляторы

необходимо заряжать осторожно, иначе они взорвутся и сделают другие забавные вещи. Вот почему все литий-ионные аккумуляторы оснащены специальными зарядными устройствами или встроенной электроникой для регулирования заряда.

Литий-полимерный материал

уникален тем, что микропористый электролит заменяет традиционный пористый сепаратор. Литий-полимерный материал имеет немного более высокую удельную энергию и может быть тоньше обычного литий-ионного полимера, но стоимость производства выше на 10–30 процентов.

Если вы когда-нибудь захотите приобрести устройство, и в одном из них есть литий-ионный аккумулятор, а в другом — литий-полимерный, не волнуйтесь: для вас это одно и то же, но в другой упаковке. .

«Литий-полимерные батареи

» на самом деле являются «литий-ионными полимерными» батареями. Они просто заключены в гибкий полимерный кожух. По сути, это просто переупакованный литий-ионный аккумулятор.

Литий-ионно-полимерный аккумулятор

| Литий-ионная аккумуляторная батарея в сборе

Литий-ионные (литий-ионные) аккумуляторные батареи обеспечивают более высокую производительность по сравнению с никелевыми и свинцовыми аккумуляторными блоками и аккумуляторными блоками. Литий-ионный аккумулятор может обеспечить удельную энергию в два раза больше, чем NiCD (никель-кадмиевые) аккумуляторы, а некоторые из них способны выдерживать высокие токи разряда.Литий-ионные и литий-полимерные батареи имеют относительно низкую скорость саморазряда и, как правило, имеют длительный срок хранения и жизненный цикл.

Custom Power — это ваш сборщик литий-ионных аккумуляторов премиум-класса. Мы предлагаем широкий ассортимент литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, от литий-ионных аккумуляторов высокой мощности со степенью защиты IP67 для дронов до высокоэнергетических литий-ионных элементов для портативной электроники.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о наших пользовательских литий-ионных аккумуляторных батареях и других портативных источниках питания. Мы — ведущий национальный производитель литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторных батарей по индивидуальному заказу. Запросите предложение сегодня.

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

Являясь ведущим сборщиком литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, Custom Power производит аккумуляторы и аккумуляторные блоки, которые упрощают проекты. Основное различие между литий-ионными и литий-полимерными элементами — это упаковка. Литий-ионные элементы, как правило, представляют собой круглые элементы (иногда призматические) с компонентами (катодом, анодом и т. Д.), Упакованными в металлическую банку, компоненты Li-Po ячейки упакованы в пакет из фольги. Литий-ионный аккумулятор

Характеристики

Литий-ионные элементы обеспечивают более высокую плотность энергии на единицу объема и единицу веса, чем батареи на основе никеля.Кроме того, более высокое напряжение и меньший вес литий-ионных аккумуляторных батарей значительно способствуют уменьшению габаритов, снижению веса и упрощению эксплуатации электронных устройств. Некоторые особенности, относящиеся к литий-ионным батареям, включают:

• Высокая плотность энергии, легкий вес, большая емкость
• Возможность сотен циклов
• Без «эффекта памяти», обеспечивая полную зарядку с каждым циклом
• Плоское напряжение разряда, стабильная мощность при разряде
• Цилиндрические и призматические формы

Кроме того, литий-ионные аккумуляторы требуют минимального обслуживания в отличие от элементов другого химического состава.Саморазряд в два раза меньше, чем у никелевых аккумуляторов, без «эффекта памяти». Литий-полимерный аккумулятор

Характеристики

Custom Power — ведущий национальный производитель липо-аккумуляторов. Литий-полимерные элементы могут изготавливаться самых разных форм и размеров. Некоторые из дополнительных функций литий-полимерных батарей включают в себя:

• Многочисленные варианты размеров
• Низкопрофильный
• Доступны более высокие скорости разряда

Литий-ионные и литий-полимерные элементы продаются только как части аккумуляторных блоков в сборе и не доступны по отдельности от Custom Power.Одиночные ячейки доступны только с установленной схемой защиты.

Если вы не можете найти аккумулятор, соответствующий вашим требованиям, на этой странице, посетите нашу страницу о пользовательских литий-ионных / литий-полимерных аккумуляторах или свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о наших пользовательских аккумуляторных блоках.

Обратитесь в компанию Custom Power для Li-Po и Li-Ion аккумуляторов сегодня

Custom Power — ведущий национальный производитель литий-полимерных и литий-ионных аккумуляторов. Запросите ценовое предложение на литий-ионные или литий-полимерные батареи для вашего приложения или свяжитесь с Custom Power для получения дополнительной информации.

Литий-ионный

против литий-полимерного: какой аккумулятор Power Bank самый лучший?

Блоки питания: литий-ионные или литий-полимерные

С созданием современных смартфонов мы вступили в эпоху, когда смартфоны стали не только привилегией, но и требованием. Большинство из нас абсолютно не могут функционировать без постоянного наличия смартфона.

С этой эрой приходят ограничения смартфонов, такие как ограниченное время автономной работы, из-за чего вы не можете использовать их в течение длительного времени, если вы находитесь вдали от зарядных устройств или путешествуете.Вот здесь и пригодятся пауэрбанки.

Зачем нужен павербанк?

Вам может понадобиться внешний аккумулятор, если вы активный пользователь, который пользуется мобильным телефоном с момента пробуждения, или, может быть, потому, что предлагаемая ими услуга довольно хороша по не слишком высокой цене. У вас может быть несколько устройств для зарядки, и там вам пригодятся внешние аккумуляторы.

Итак, мы обсудили, зачем нужны пауэрбанки, давайте теперь обсудим, какой тип пауэрбанков вам следует предпочесть.На рынке доступны два основных типа внешних аккумуляторов. Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. Давайте начнем с того, что узнаем больше об этих батареях.

Литий-ионные батареи:

Литий-ионный аккумулятор более известен как литий-ионный аккумулятор. В этих батареях в качестве электролита между электродами для переноса ионов используется жидкий литий-ионный аккумулятор.

Это батареи с высокой плотностью энергии, которые дешевле литий-полимерных батарей, а также лишены эффекта памяти (уменьшение — это максимальная зарядная емкость батареи из-за неполной подзарядки).Когда они не используются, они стареют, а также взрываются.

Литий-полимерные батареи:

Литий-полимерные батареи используют твердый или желатиноподобный электролит между электродами для переноса ионов. Литий-полимерные батареи прочны и гибки по сравнению с другими типами батарей и могут быть изготовлены в различных формах. Они легкие, низкопрофильные и имеют низкую вероятность протечки. Но они дорогие и имеют низкую удельную энергию.

Сравнение литий-ионных и литий-полимерных?

Давайте начнем сравнивать два типа Power Bank, чтобы проверить, какой из них лучше всего подходит для вашего использования.

Плотность энергии:

Литий-ионные батареи имеют более высокую плотность энергии по сравнению с литий-полимерными батареями, поэтому они могут хранить большее количество заряда на единицу объема по сравнению с литий-полимерными батареями и, таким же образом, выделять больше энергии.

Коэффициент конверсии сборов:

Скорость преобразования заряда указывает на то, сколько энергии, хранящейся в аккумуляторе, можно преобразовать в фактическую мощность. В случае литий-ионных аккумуляторов коэффициент преобразования составляет 85-95%, что выше, чем коэффициент преобразования 75-85% в сочетании с литий-полимерными аккумуляторами.

Вес:

Литий-ионные батареи обычно тяжелые, в то время как литий-полимерные батареи легче по сравнению с ними.

Продолжительность зарядки:

Литий-ионные батареи заряжаются дольше, тогда как обычно видно, что литий-полимерные батареи требуют сравнительно короткого времени для полной зарядки.

Безопасность:

В то время как литий-полимерные батареи считаются в основном безопасными, литий-ионные батареи подвержены взрывам. Рассмотрим случай с Samsung Note 7, дизайн был гладким, что оказывало такое давление, как нагрев на большую литий-ионную батарею, что приводило к взрывам и выходу из строя и разрушительному продукту.

Старение:

Литий-полимерные батареи обычно сохраняют свою зарядную емкость с течением времени, в то время как литий-ионные батареи, как известно, стареют и теряют зарядную емкость, когда они не используются.

Циклы зарядки или срок службы

Циклы зарядки — это количество раз, которое аккумулятор может быть заряжен, а затем разряжен без серьезных изменений в общей емкости накопления заряда. Известно, что литий-ионные батареи рассчитаны на 500-1500 циклов. С другой стороны, литий-полимерные батареи работают 500 циклов, а после 200 циклов у них обычно остается около 75% заряда.

Стоимость:

Стоимость является основным фактором при совершении покупок. Литий-ионные батареи, как правило, дешевле по сравнению с литий-полимерными батареями, производство которых обходится производителям дорого.

Гибкость конструкции:

Когда дело доходит до гибкости конструкции, литий-полимерные батареи лучше, чем литий-ионные, потому что они доступны в различных формах и более легких моделях, чем литий-ионные.

Плюсы и минусы каждого Power bank:

Литий-ионный:

Плюсы:

• Более высокая удельная мощность
• Снижение затрат
• Без эффекта памяти

Минусы:

• Старение
• Может взорваться / загореться

Литий-полимерный:

Плюсы:

• Гибкая конструкция
• Низкопрофильный
• Низкая вероятность утечки

Минусы:

• Дорогостоящее производство
• Меньший срок службы
• Меньше накопителя энергии

Вывод:

Ни один из двух типов павербанков не превосходит другой по всем параметрам.Таким образом, вам нужно будет проверить свои потребности и выбрать наиболее подходящий для себя.

При принятии решения о покупке следует учитывать следующие факторы.

1. Вместимость
2. Вес и конструкция
3. Кол-во циклов зарядки
4. Гарантия
5. Соотношение цена / качество
6. Безопасность

Pro Совет:

Power Banks на самом деле не заряжает ваши устройства до полной емкости, указанной на нем.Например, блок питания на 8000 мАч не может дважды зарядить ваше устройство на 4000 мАч. Общее практическое правило заключается в том, что блок питания обеспечивает только 70% номинальной емкости, то есть блок питания емкостью 10000 мАч обеспечивает только 7000 мАч для зарядки устройств.

Часто задаваемые вопросы:

Сколько времени требуется для зарядки аккумулятора на 5000 мАч?

Обычно для полной зарядки требуется около 1,5–2 часов. Хотя это полностью зависит от входной мощности и скорости преобразования блока питания.Большинство новых аккумуляторных батарей имеют индикаторы, которые показывают, сколько заряда было сохранено.

Почему мой внешний аккумулятор отключается через 30 секунд?

Большинство аккумуляторов и аккумуляторов имеют автоматический спящий режим, когда они не используются. Так может быть по одной из следующих причин.

Ваш кабель или порт зарядки на блоке питания неисправен

Ваши устройства не распознаются должным образом

Блок питания или аккумулятор является неисправностью и не может определить, что он используется .Вы не потребляете достаточно энергии для обнаружения использования

Сколько мАч должен иметь хороший внешний аккумулятор?

В зависимости от размера батарей телефона в наши дни хороший внешний аккумулятор должен иметь где-то от 10 000 до 12 000 мАч, чтобы иметь возможность заряжать батарею дважды. Вам может понадобиться более крупный, если вы планируете более объемное использование.