Литий-ионды және литий-полимерлі батареялар - қайсысы жақсы?

Кіріспе

Литий-ионды және литий-полимерлі батареялар - қайсысы жақсы? Технологиялар мен портативті энергетикалық шешімдердің қарқынды дамып келе жатқан әлемінде литий-ионды (Li-ion) және литий-полимерлі (LiPo) батареялар екі жетекші бәсекелес ретінде ерекшеленеді. Екі технология да ерекше артықшылықтарды ұсынады және энергия тығыздығы, циклдің қызмет ету мерзімі, зарядтау жылдамдығы және қауіпсіздік тұрғысынан оларды ерекшелендіретін бірегей қолданбаларға ие. Тұтынушылар да, бизнес те өздерінің энергия қажеттіліктерін реттейтіндіктен, осы батарея түрлерінің айырмашылықтары мен артықшылықтарын түсіну өте маңызды болады. Бұл мақала аккумуляторлық технологиялардың да қыр-сырын зерттеп, жеке тұлғаларға және бизнеске олардың нақты талаптарына сәйкес негізделген шешім қабылдауға көмектесетін түсініктерді ұсынады.

Литий-ионды және литий-полимерлі батареялардың арасындағы айырмашылықтар қандай?

Литий-ион және литий-полимерлі батареялардың артықшылықтары мен кемшіліктері Салыстыру суреті

Литий-ионды (Li-ion) батареялар және литий-полимерлі (LiPo) батареялар - бұл екі негізгі батарея технологиясы, олардың әрқайсысының пайдаланушы тәжірибесі мен практикалық қолданбалардағы құндылығына тікелей әсер ететін ерекше сипаттамалары бар.

Біріншіден, литий-полимерлі аккумуляторлар қатты күйдегі электролитке байланысты энергия тығыздығы бойынша жоғары, әдетте 300-400 Вт/кг жетеді, бұл 150-250 Вт/кг литий-ионды батареялардан әлдеқайда асып түседі. Бұл жеңілірек және жұқарақ құрылғыларды пайдалануға немесе бірдей өлшемдегі құрылғыларда көбірек энергия сақтауға болады дегенді білдіреді. Көбінесе жолда болатын немесе ұзақ пайдалануды қажет ететін пайдаланушылар үшін бұл батареяның қызмет ету мерзімін ұзартады және портативті құрылғыларды арттырады.

Екіншіден, литий-ионды аккумуляторлар үшін 500-1000 циклмен салыстырғанда, литий-полимерлі аккумуляторлар әдетте 1500-2000 зарядтау-разряд циклдарынан ұзағырақ қызмет етеді. Бұл құрылғылардың қызмет ету мерзімін ұзартып қана қоймайды, сонымен қатар батареяларды ауыстыру жиілігін азайтады, осылайша техникалық қызмет көрсету және ауыстыру шығындарын азайтады.

Жылдам зарядтау және разрядтау мүмкіндіктері тағы бір маңызды артықшылық болып табылады. Литий полимерлі аккумуляторлар 2-3С дейін зарядтау жылдамдығын қолдайды, бұл қысқа уақыт ішінде жеткілікті қуат алуға мүмкіндік береді, күту уақытын айтарлықтай қысқартады және құрылғының қолжетімділігін және пайдаланушының ыңғайлылығын арттырады.

Сонымен қатар, литий-полимерлі батареялар салыстырмалы түрде төмен өзін-өзі разрядтау жылдамдығына ие, әдетте айына 1% -дан аз. Бұл резервтік батареяларды немесе құрылғыларды жиі зарядтамай, төтенше жағдайда немесе сақтық көшірме пайдалануды жеңілдетусіз ұзақ уақыт сақтауға болатынын білдіреді.

Қауіпсіздік тұрғысынан литий-полимерлі батареяларда қатты күйдегі электролиттерді пайдалану қауіпсіздікті жоғарылатуға және тәуекелдерді төмендетуге ықпал етеді.

Дегенмен, литий-полимерлі батареялардың құны мен икемділігі кейбір пайдаланушылар үшін ескерілетін факторлар болуы мүмкін. Технологиялық артықшылықтарына байланысты литий-полимерлі батареялар әдетте қымбатырақ және литий-ионды батареялармен салыстырғанда дизайн еркіндігін азырақ ұсынады.

Қорытындылай келе, литий-полимерлі батареялар жоғары энергия тығыздығы, ұзақ қызмет ету мерзімі, жылдам зарядтау және разрядтау мүмкіндіктері және өзін-өзі разрядтау жылдамдығының төмендігі арқасында пайдаланушыларға анағұрлым портативті, тұрақты, тиімді және экологиялық таза энергия шешімін ұсынады. Олар батареяның ұзақ қызмет ету мерзімін, жоғары өнімділікті және қауіпсіздікті қажет ететін қолданбалар үшін әсіресе қолайлы.

Литий-ионды және литий полимерлі батареяларды жылдам салыстыру кестесі

(Кеңестер: Нақты өнімділік параметрлері әртүрлі өндірушілерге, өнімдерге және пайдалану жағдайларына байланысты өзгеруі мүмкін. Сондықтан шешім қабылдағанда өндірушілер ұсынған арнайы техникалық сипаттамаларға және тәуелсіз сынақ есептеріне жүгіну ұсынылады.)

Қай батарея сізге сәйкес келетінін қалай тез бағалауға болады

Жеке тұтынушылар: қандай батареяны сатып алу керектігін қалай жылдам бағалауға болады

Жағдай: Электрлік велосипедтің аккумуляторын сатып алу

Сіз электрлік велосипед сатып алуды ойластырып жатырсыз деп елестетіп көріңіз және сізде екі батарея нұсқасы бар: литий-ионды батарея және литий полимерлі батарея. Міне, сіздің ойларыңыз:

1. Энергия тығыздығы: Электрлік велосипедіңіз ұзағырақ қашықтыққа ие болғанын қалайсыз.
2. Өмір циклі: батареяны жиі ауыстырғыңыз келмейді; сізге ұзақ қызмет ететін батарея қажет.
3. Зарядтау және разряд жылдамдығы: күту уақытын қысқарта отырып, батареяның жылдам зарядталуын қалайсыз.
4. Өздігінен разряд жылдамдығы: Сіз электрлік велосипедті анда-санда пайдалануды жоспарлап отырсыз және батарея уақыт өте келе зарядты сақтап қалуын қалайсыз.
5. Қауіпсіздік: Сіз қауіпсіздікке қатты мән бересіз және батареяның қызып кетпеуін немесе жарылып кетпеуін қалайсыз.
6. Құны: Сізде бюджет бар және ақшаға жақсы баға беретін батарея қажет.
7. Дизайн икемділігі: Батареяның ықшам болуын және тым көп орын алмағанын қалайсыз.

Енді осы ойларды бағалау кестесіндегі салмақтармен біріктірейік:

Жоғарыдағы кестеден біз литий полимерлі аккумулятордың жалпы ұпайы 61 ұпай, ал литий-иондық батареяның жалпы ұпайы 54 ұпай екенін көреміз.

Сіздің қажеттіліктеріңізге негізделген:

• Қуат тығыздығына, зарядтау және разряд жылдамдығына және қауіпсіздікке басымдық берсеңіз және сәл жоғарырақ шығындарды қабылдай алсаңыз, онда таңдауЛитий-полимерлі батареясізге қолайлырақ болуы мүмкін.
• Егер сіз шығындар мен дизайн икемділігіне көбірек алаңдасаңыз және төменірек цикл мерзімін және сәл баяу зарядтау мен разряд жылдамдығын қабылдай алсаңыз, ондаЛитий-ионды батареяорындырақ болуы мүмкін.

Осылайша, сіз өзіңіздің қажеттіліктеріңізге және жоғарыдағы бағалауға негізделген неғұрлым ақпараттандырылған таңдау жасай аласыз.

Іскерлік тұтынушылар: қандай аккумуляторды сатып алу керектігін қалай жылдам бағалауға болады

Үйдегі энергияны сақтау батареяларын қолдану контекстінде дистрибьюторлар батареяның ұзақ қызмет ету мерзіміне, тұрақтылығына, қауіпсіздігіне және үнемділігіне көбірек көңіл бөледі. Міне, осы факторларды ескере отырып, бағалау кестесі:

Жағдай: Үйдегі энергия сақтау батареяларын сату үшін аккумуляторды жеткізушіні таңдау

Көптеген пайдаланушылар үшін үйдегі энергияны сақтау батареяларын орнату кезінде дистрибьюторлар келесі негізгі факторларды ескеруі керек:

1. Экономикалық тиімділік: Дистрибьюторлар жоғары үнемділігі бар батарея шешімін қамтамасыз етуі керек.
2. Өмір циклі: Пайдаланушылар ұзақ қызмет ету мерзімі және жоғары зарядтау және разряд циклдері бар батареяларды қалайды.
3. Қауіпсіздік: Қауіпсіздік әсіресе үй жағдайында маңызды және батареялардың қауіпсіздік көрсеткіштері тамаша болуы керек.
4. Жабдықтың тұрақтылығы: Жабдықтаушылар батареяны тұрақты және үздіксіз қамтамасыз ете алуы керек.
5. Техникалық қолдау және қызмет көрсету: Пайдаланушы қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін кәсіби техникалық қолдауды және сатудан кейінгі қызметті ұсыныңыз.
6. Бренд беделі: Жеткізушінің бренд беделі және нарықтағы өнімділігі.
7. Орнату ыңғайлылығы: Батарея өлшемі, салмағы және орнату әдісі пайдаланушылар үшін де, дистрибьюторлар үшін де маңызды.

Жоғарыда аталған факторларды ескере отырып және салмақтарды тағайындау:

Жоғарыдағы кестеден біз литий полимерлі аккумулятордың жалпы ұпайы 52 ұпай, ал литий-иондық батареяның жалпы ұпайы 50 ұпай екенін көреміз.

Сондықтан, үйдегі энергияны сақтау батареяларын пайдаланушылардың үлкен саны үшін жеткізушіні таңдау тұрғысынан,Литий-полимерлі батареяжақсы таңдау болуы мүмкін. Құнының сәл жоғары болуына қарамастан, оның циклінің қызмет ету мерзімін, қауіпсіздігін, қамтамасыз ету тұрақтылығын және техникалық қолдауды ескере отырып, ол пайдаланушыларға анағұрлым сенімді және тиімді энергия сақтау шешімін ұсына алады.

Литий-ионды батарея дегеніміз не?

Литий-ионды батареяға шолу

Литий-ионды аккумулятор - литий иондарын оң және теріс электродтар арасында жылжыту арқылы энергияны сақтайтын және шығаратын қайта зарядталатын батарея. Ол көптеген мобильді құрылғылар (смартфондар, ноутбуктер сияқты) және электр көліктері (мысалы, электромобильдер, электрлік велосипедтер) үшін негізгі қуат көзіне айналды.

Литий-иондық батареяның құрылымы

1. Оң электрод материалы:
   • Литий-ионды батареяның оң электроды әдетте литий тұздарын (мысалы, литий кобальт оксиді, литий никель марганец кобальт оксиді және т.б.) және көміртегі негізіндегі материалдарды (мысалы, табиғи немесе синтетикалық графит, литий титанаты және т.б.) пайдаланады.
   • Оң электрод материалын таңдау батареяның энергия тығыздығына, циклдің қызмет ету мерзіміне және құнына айтарлықтай әсер етеді.
2. Теріс электрод (катод):
   • Литий-ионды батареяның теріс электроды әдетте табиғи немесе синтетикалық графит сияқты көміртегі негізіндегі материалдарды пайдаланады.
   • Кейбір өнімділігі жоғары литий-ионды батареялар батареяның энергия тығыздығын арттыру үшін теріс электрод ретінде кремний немесе литий металы сияқты материалдарды пайдаланады.
3. Электролит:
   • Литий-ионды аккумуляторлар сұйық электролитті, әдетте литий гексафторофосфат (LiPF6) сияқты органикалық еріткіштерде ерітілген литий тұздарын пайдаланады.
   • Электролит өткізгіш ретінде қызмет етеді және литий иондарының қозғалысын жеңілдетеді, батареяның өнімділігі мен қауіпсіздігін анықтайды.
4. Бөлгіш:
   • Литий-ионды аккумулятордағы сепаратор негізінен микрокеуекті полимерден немесе керамикалық материалдардан жасалған, ол литий иондарының өтуіне мүмкіндік бере отырып, оң және теріс электродтардың тікелей жанасуын болдырмауға арналған.
   • Сепараторды таңдау батареяның қауіпсіздігіне, циклдің қызмет ету мерзіміне және өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді.
5. Қоршау және мөр:
   • Литий-ионды батареяның корпусы әдетте құрылымдық қолдауды қамтамасыз ету және ішкі компоненттерді қорғау үшін металл материалдардан (мысалы, алюминий немесе кобальт) немесе арнайы пластмассалардан жасалған.
   • Батареяның тығыздағыш конструкциясы электролиттің ағып кетпеуін қамтамасыз етеді және сыртқы заттардың енуіне жол бермейді, батареяның өнімділігі мен қауіпсіздігін сақтайды.

Жалпы алғанда, литий-ионды батареялар күрделі құрылымы мен мұқият таңдалған материал комбинациялары арқылы жақсы энергия тығыздығына, циклдің қызмет ету мерзіміне және өнімділікке қол жеткізеді. Бұл мүмкіндіктер литий-ионды батареяларды заманауи портативті электрондық құрылғылар, электр көліктері және энергия сақтау жүйелері үшін негізгі таңдау етеді. Литий-полимерлі батареялармен салыстырғанда, литий-иондық батареялар энергия тығыздығы мен үнемділігі бойынша белгілі бір артықшылықтарға ие, сонымен қатар қауіпсіздік пен тұрақтылықта қиындықтарға тап болады.

Литий-ионды батареяның жұмыс істеу принципі

• Зарядтау кезінде литий иондары оң электродтан (анод) шығарылады және электролит арқылы теріс электродқа (катод) жылжиды, құрылғыны қуаттандыру үшін батареядан тыс электр тогын тудырады.
• Зарядтау кезінде бұл процесс кері жүреді, литий иондары теріс электродтан (катод) қайтадан оң электродқа (анодқа) жылжып, жинақталған энергияны босатады.

Литий-ионды аккумулятордың артықшылықтары

1.Жоғары энергия тығыздығы

• Тасымалдау және жеңіл салмақ: Литий-иондық батареялардың энергия тығыздығы әдетте диапазонында болады150-250 Вт/кг, смартфондар, планшеттер және ноутбуктер сияқты портативті құрылғыларға салыстырмалы түрде жеңіл көлемде энергияның үлкен көлемін сақтауға мүмкіндік береді.
• Ұзақ пайдалану: Жоғары энергия тығыздығы құрылғылардың шектеулі кеңістікте ұзақ уақыт жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, пайдаланушылардың ұзақ уақыт ашық ауада немесе ұзақ пайдалану қажеттіліктерін қанағаттандырып, батареяның ұзағырақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді.

2.Ұзақ өмір және тұрақтылық

• Экономикалық пайда: Литий-иондық аккумуляторлардың әдеттегі қызмет ету мерзімі мынадан тұрады500-1000 зарядтау-разряд циклі, бұл батареяны аз ауыстыруды және осылайша жалпы иелік құнын төмендетуді білдіреді.
• Тұрақты өнімділік: Батареяның тұрақтылығы батареяның ескіруіне байланысты өнімділіктің төмендеуі немесе істен шығу қаупін азайта отырып, оның қызмет ету мерзімі бойы тұрақты өнімділік пен сенімділікті білдіреді.

3.Жылдам зарядтау және разрядтау мүмкіндігі

• Ыңғайлылық пен тиімділік: Литий-ионды аккумуляторлар жылдам зарядтауды және разрядтауды қолдайды, әдеттегі зарядтау жылдамдығы жетеді.1-2С, жылдам зарядтау, күту уақытын қысқарту және күнделікті өмір мен жұмыс тиімділігін арттыру үшін заманауи пайдаланушылардың талаптарын қанағаттандыру.
• Қазіргі өмірге бейімделген: Жылдам зарядтау мүмкіндігі заманауи өмірде, әсіресе саяхатта, жұмыста немесе батареяны жылдам толтыруды қажет ететін басқа жағдайларда жылдам және ыңғайлы зарядтау қажеттіліктерін қанағаттандырады.

4.Жад әсері жоқ

• Ыңғайлы зарядтау әдеттері: Көрінетін «жад эффектісі» болмаса, пайдаланушылар батареяны басқарудың күрделілігін азайтып, оңтайлы өнімділікті қамтамасыз ету үшін мерзімді толық зарядсызданусыз кез келген уақытта зарядтай алады.
• Жоғары тиімділікті сақтау: Ешқандай жад әсері литий-ионды батареялардың күрделі зарядтауды басқарусыз үздіксіз тиімді, дәйекті өнімділікті қамтамасыз ете алатынын білдіреді, бұл пайдаланушыларға техникалық қызмет көрсету және басқару жүктемесін азайтады.

5.Өздігінен разрядтың төмен жылдамдығы

• Ұзақ мерзімді сақтау: Литий-иондық батареялардың өздігінен зарядсыздану жылдамдығы әдеттеАйына 2-3%, бұл ұзақ уақыт пайдаланбаған кезде батарея зарядының ең аз жоғалуын білдіреді, күту режимінде немесе төтенше жағдайда пайдалану үшін жоғары заряд деңгейін сақтайды.
• Энергия үнемдеу: Өздігінен разрядтың төмен жылдамдығы пайдаланылмаған батареялардағы энергия шығынын азайтады, энергияны үнемдейді және қоршаған ортаға әсерді азайтады.

Литий-иондық аккумулятордың кемшіліктері

1. Қауіпсіздік мәселелері

Литий-ионды батареялар қызып кету, жану немесе жарылыс сияқты қауіпсіздікке қауіп төндіреді. Бұл қауіпсіздік мәселелері батареяны пайдалану кезінде пайдаланушыларға қауіп төндіруі мүмкін, денсаулық пен мүлікке ықтимал зиян келтіруі мүмкін, осылайша қауіпсіздікті басқаруды және бақылауды қажет етеді.

2. Құны

Литий-иондық аккумуляторларды өндіру құны әдетте мынаны құрайдыкиловатт-сағат үшін 100-200 доллар (кВт/сағ). Батареялардың басқа түрлерімен салыстырғанда, бұл негізінен жоғары таза материалдар мен күрделі өндірістік процестерге байланысты салыстырмалы түрде жоғары баға.

3. Шектеулі өмір сүру ұзақтығы

Литий-иондық аккумуляторлардың орташа қызмет ету мерзімі әдетте мынаны құрайды300-500 зарядтау-разряд циклі. Жиі және жоғары қарқынды пайдалану жағдайында батареяның сыйымдылығы мен өнімділігі тезірек нашарлауы мүмкін.

4. Температураға сезімталдық

Литий-ионды батареялар үшін оңтайлы жұмыс температурасы әдетте ішінде болады0-45 градус Цельсий. Тым жоғары немесе төмен температураларда батареяның өнімділігі мен қауіпсіздігіне әсер етуі мүмкін.

5. Зарядтау уақыты

Литий-ионды аккумуляторлардың жылдам зарядтау мүмкіндіктері болғанымен, электр көліктері сияқты кейбір қолданбаларда жылдам зарядтау технологиясы әлі де дамытуды қажет етеді. Қазіргі уақытта кейбір жылдам зарядтау технологиялары батареяны зарядтай алады30 минут ішінде 80%, бірақ 100% зарядқа жету әдетте көбірек уақытты қажет етеді.

Литий-иондық аккумуляторға қолайлы салалар мен сценарийлер

Жоғары өнімділік сипаттамаларына, әсіресе жоғары энергия тығыздығына, жеңіл салмаққа және «жад эффектісіне» байланысты литий-ионды батареялар әртүрлі салалар мен қолдану сценарийлері үшін жарамды. Мұнда литий-ионды батареялар қолайлы салалар, сценарийлер және өнімдер берілген:

Литий-ионды батареяны қолдану сценарийлері

1. Литий-иондық батареялары бар портативті электрондық өнімдер:
   • Смартфондар мен планшеттер: Литий-ионды аккумуляторлар жоғары энергия тығыздығы мен жеңілдігінің арқасында заманауи смартфондар мен планшеттер үшін негізгі қуат көзіне айналды.
   • Портативті аудио және бейне құрылғылар: Bluetooth құлаққаптары, портативті динамиктер және камералар сияқты.
2. Литий-иондық аккумуляторлары бар электр көліктері:
   • Электрлік автомобильдер (EV) және гибридті электрлік көліктер (HEV): Жоғары энергия тығыздығы мен ұзақ циклдің қызмет ету мерзіміне байланысты литий-ионды аккумуляторлар басымдыққа ие болды.электр және гибридті көліктерге арналған аккумулятор технологиясы.

• Электрлік велосипедтер мен электр скутерлері: қысқа қашықтыққа саяхатта және қалалық көлікте барған сайын танымал.

3. Литий-ионды батареялары бар портативті қуат көздері және энергия сақтау жүйелері:
   • Портативті зарядтағыштар және мобильді қуат көздері: смарт құрылғыларды қосымша қуат көзімен қамтамасыз ету.
   • Тұрғын үй және коммерциялық энергия сақтау жүйелері: үйдегі күн энергиясын сақтау жүйелері және желілік сақтау жобалары сияқты.
4. Литий-ионды батареялары бар медициналық құрылғылар:
   • Портативті медициналық құрылғылар: портативті желдеткіштер, қан қысымын өлшегіштер және термометрлер сияқты.
   • Медициналық мобильді құрылғылар мен бақылау жүйелері: сымсыз электрокардиограмма (ЭКГ) құрылғылары және денсаулықты қашықтан бақылау жүйелері сияқты.
5. Аэроғарыштық және ғарыштық литий-иондық батареялар:
   • Ұшқышсыз ұшу аппараттары (ұшқышсыз ұшу аппараттары) және ұшақтар: литий-ионды батареялардың жеңіл және жоғары энергия тығыздығына байланысты олар дрондар мен басқа да жеңіл ұшақтар үшін тамаша қуат көзі болып табылады.
   • Жерсеріктер мен ғарыштық зондтар: литий-иондық батареялар аэроғарыштық қолданбаларда біртіндеп қабылдануда.

Литий-иондық батареяларды пайдаланатын танымал өнімдер

• Tesla электрлік автомобиль аккумуляторлары: Tesla компаниясының литий-ионды аккумуляторлық жинақтары электр көліктері үшін ұзақ қашықтықты қамтамасыз ету үшін жоғары энергиялық тығыздықтағы литий-ионды батарея технологиясын пайдаланады.
• Apple iPhone және iPad батареялары: Apple компаниясы iPhone және iPad сериялары үшін негізгі қуат көзі ретінде жоғары сапалы литий-ионды батареяларды пайдаланады.
• Dyson сымсыз шаңсорғыш батареялары: Dyson сымсыз шаңсорғыштары тиімді литий-ионды батареяларды пайдаланады, бұл пайдаланушыларға ұзағырақ пайдалану уақытын және жылдамырақ зарядтау жылдамдығын қамтамасыз етеді.

Литий-полимерлі батарея дегеніміз не?

Литий-полимерлі батареяларға шолу

Литий полимерлі (LiPo) батарея, сондай-ақ қатты күйдегі литий батареясы ретінде белгілі, дәстүрлі сұйық электролиттердің орнына қатты күйдегі полимерді электролит ретінде пайдаланатын жетілдірілген литий-ионды батарея технологиясы. Бұл аккумулятор технологиясының негізгі артықшылығы оның күшейтілген қауіпсіздігінде, энергия тығыздығында және тұрақтылығында жатыр.

Литий-полимерлі батарея принципі

• Зарядтау процесі: Зарядтау басталған кезде сыртқы қуат көзі батареяға қосылған. Оң электрод (анод) электрондарды қабылдайды, сонымен бірге литий иондары оң электродтан бөлініп, электролит арқылы теріс электродқа (катод) ауысады және ендірілген болады. Сонымен қатар, теріс электрод электрондарды қабылдайды, батареяның жалпы зарядын арттырады және көбірек электр энергиясын сақтайды.
• Зарядтау процесі: Батареяны пайдалану кезінде электрондар теріс электродтан (катод) құрылғы арқылы ағып, оң электродқа (анод) оралады. Осы кезде теріс электродқа кіріктірілген литий иондары ажырап, оң электродқа орала бастайды. Литий иондары ауысқанда, батарея заряды азаяды және сақталған электр энергиясы құрылғыны пайдалану үшін босатылады.

Литий-полимерлі аккумулятордың құрылымы

Литий полимерлі аккумулятордың негізгі құрылымы литий-ионды аккумуляторға ұқсас, бірақ ол әртүрлі электролиттер мен кейбір материалдарды пайдаланады. Міне, литий полимерлі аккумулятордың негізгі компоненттері:

1. Оң электрод (анод):
   • Белсенді материал: Оң электрод материалы әдетте литий-ионды ендірілген материалдар, мысалы, литий кобальт оксиді, литий темір фосфаты және т.б.
   • Ағымдағы коллектор: Электр тогын өткізу үшін анод әдетте мыс фольга сияқты өткізгіш ток жинағышпен қапталған.
2. Теріс электрод (катод):
   • Белсенді материал: Теріс электродтың белсенді материалы да ендірілген, әдетте графит немесе кремний негізіндегі материалдарды пайдаланады.
   • Ағымдағы коллектор: Анодқа ұқсас, катодқа да мыс фольга немесе алюминий фольга сияқты жақсы өткізгіш ток жинағыш қажет.
3. Электролит:
   • Литий-полимерлі батареялар электролиттер ретінде қатты күйдегі немесе гель тәрізді полимерлерді пайдаланады, бұл дәстүрлі литий-ионды батареялардан негізгі айырмашылықтардың бірі болып табылады. Бұл электролит формасы жоғары қауіпсіздік пен тұрақтылықты қамтамасыз етеді.
4. Бөлгіш:
   • Сепаратордың рөлі литий иондарының өтуіне мүмкіндік бере отырып, оң және теріс электродтар арасындағы тікелей жанасуды болдырмау болып табылады. Бұл батареяның қысқа тұйықталуын болдырмауға және батареяның тұрақтылығын сақтауға көмектеседі.
5. Қоршау және мөр:
   • Батареяның сыртқы жағы әдетте қорғаныс пен құрылымдық қолдауды қамтамасыз ететін металл немесе пластик қаптамадан жасалған.
   • Тығыздағыш материал электролиттің ағып кетпеуін қамтамасыз етеді және батареяның ішкі ортасының тұрақтылығын сақтайды.

Қатты күйдегі немесе гель тәрізді полимерлі электролиттерді пайдаланудың арқасында литий полимерлі батареяларжоғары энергия тығыздығы, қауіпсіздік және тұрақтылық, бұл дәстүрлі сұйық электролиттік литий-ионды батареялармен салыстырғанда оларды белгілі бір қолданбалар үшін тартымды таңдау етеді.

Литий-полимерлі аккумулятордың артықшылықтары

Дәстүрлі сұйық электролиттік литий-иондық аккумуляторлармен салыстырғанда, литий-полимерлі аккумуляторлардың келесі бірегей артықшылықтары бар:

1.Қатты күйдегі электролит

• Жетілдірілген қауіпсіздік: Қатты күйдегі электролитті пайдаланудың арқасында литий полимерлі батареялар қызып кету, жану немесе жарылыс қаупін айтарлықтай төмендетеді. Бұл батареяның қауіпсіздігін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар ағып кетуден немесе ішкі қысқа тұйықталудан туындайтын ықтимал қауіптерді азайтады.

2.Жоғары энергия тығыздығы

• Оңтайландырылған құрылғы дизайны: Литий полимерлі батареялардың қуат тығыздығы әдетте жетеді300-400 Вт/кгқарағанда айтарлықтай жоғары150-250 Вт/кгдәстүрлі сұйық электролиттік литий-иондық батареялардың. Бұл бірдей көлемде немесе салмақта литий полимерлі батареялар көбірек электр энергиясын сақтай алады, бұл құрылғыларды жұқа және жеңілірек жасауға мүмкіндік береді.

3.Тұрақтылық және төзімділік

• Ұзақ қызмет ету мерзімі және төмен техникалық қызмет көрсету: Қатты күйдегі электролиттерді пайдаланудың арқасында литий полимерлі батареялардың қызмет ету мерзімі әдетте1500-2000 зарядтау-разряд циклі, әлдеқайда асып түседі500-1000 зарядтау-разряд циклідәстүрлі сұйық электролиттік литий-иондық батареялардың. Бұл пайдаланушылар батареяларды ауыстыру жиілігін және оған қатысты техникалық қызмет көрсету шығындарын азайта отырып, құрылғыларды ұзақ уақыт пайдалана алады дегенді білдіреді.

4.Жылдам зарядтау және разрядтау мүмкіндігі

• Жақсартылған пайдаланушы ыңғайлылығы: Литий полимерлі батареялар жоғары жылдамдықты зарядтауды қолдайды, зарядтау жылдамдығы 2-3C дейін жетеді. Бұл пайдаланушыларға қуатты жылдам алуға, күту уақытын қысқартуға және құрылғыны пайдалану тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

5.Жоғары температура өнімділігі

• Кеңірек қолданба сценарийлері: Қатты күйдегі электролиттердің жоғары температура тұрақтылығы литий полимерлі батареяларға жұмыс температурасының кең ауқымында жақсы жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл электр көліктері немесе сыртқы жабдық сияқты жоғары температуралы орталарда жұмыс істеуді қажет ететін қолданбалар үшін үлкен икемділік пен сенімділікті қамтамасыз етеді.

Жалпы алғанда, литий полимерлі аккумуляторлар пайдаланушыларға жоғары қауіпсіздікті, үлкен энергия тығыздығын, ұзағырақ қызмет ету мерзімін және заманауи электрондық құрылғылар мен энергия сақтау жүйелерінің қажеттіліктерін қанағаттандыратын қосымшалардың кең ауқымын қамтамасыз етеді.

Литий-полимерлі аккумулятордың кемшіліктері

1. Жоғары өндіріс құны:
   • Литий полимерлі аккумуляторларды өндіру құны әдетте диапазонда болады200-300 доллар/кВт/сағ (кВт/сағ), бұл литий-иондық батареялардың басқа түрлерімен салыстырғанда салыстырмалы түрде жоғары баға.
2. Жылулық басқарудың қиындықтары:
   • Қызып кету жағдайында литий полимерлі батареялардың жылу шығару жылдамдығы соншалықты жоғары болуы мүмкін10°C/мин, батарея температурасын басқару үшін тиімді жылуды басқаруды қажет етеді.
3. Қауіпсіздік мәселелері:
   • Статистикаға сәйкес, литий полимерлі батареялардың қауіпсіздік апатының деңгейі шамамен0,001%, ол кейбір басқа батарея түрлеріне қарағанда төмен болса да, әлі де қатаң қауіпсіздік шаралары мен басқаруды талап етеді.
4. Цикл өмірінің шектеулері:
   • Литий полимерлі батареялардың орташа қызмет ету мерзімі әдетте мына диапазонда болады800-1200 зарядтау-разряд циклі, оған пайдалану жағдайлары, зарядтау әдістері және температура әсер етеді.
5. Механикалық тұрақтылық:
   • Электролит қабатының қалыңдығы әдетте диапазонында болады20-50 мкм, аккумуляторды механикалық зақым мен әсерге сезімтал етеді.
6. Зарядтау жылдамдығының шектеулері:
   • Литий полимерлі батареялардың әдеттегі зарядтау жылдамдығы әдетте диапазонында болады0,5-1С, әсіресе жоғары ток немесе жылдам зарядтау жағдайында зарядтау уақыты шектеулі болуы мүмкін дегенді білдіреді.

Литий полимерлі аккумуляторға қолайлы салалар мен сценарийлер

Литий-полимерлі батареяларды қолдану сценарийлері

1. Портативті медициналық құрылғылар: Литий-полимерлі батареялар жоғары энергия тығыздығына, тұрақтылығына және ұзақ қызмет ету мерзіміне байланысты портативті желдеткіштер, қан қысымын өлшегіштер және термометрлер сияқты портативті медициналық құрылғыларда литий-ионды батареяларға қарағанда кеңінен қолданылады. Бұл құрылғылар әдетте ұзақ уақыт бойы тұрақты қуат көзін қажет етеді және литий полимерлі батареялар осы ерекше қажеттіліктерді қанағаттандыра алады.
2. Өнімділігі жоғары портативті қуат көздері және энергия сақтау жүйелері: жоғары энергия тығыздығы, жылдам зарядтау және разрядтау мүмкіндіктері және тұрақтылығы арқасында литий полимерлі аккумуляторлар өнімділігі жоғары портативті қуат көздерінде және ауқымды энергия сақтау жүйелерінде айтарлықтай артықшылықтарға ие. тұрғын үй және коммерциялық күн энергиясын сақтау жүйесі ретінде.
3. Аэроғарыштық және ғарыштық қолданбалар: Жеңіл, жоғары энергия тығыздығы және жоғары температура тұрақтылығы арқасында литий-ионды батареяларға қарағанда аэроғарыштық және ғарыштық қолданбаларда, мысалы, ұшқышсыз ұшу аппараттары (ҰАО), жеңіл ұшақтар, спутниктер, ғарыштық зондтар.

4. Арнайы орталар мен жағдайларда қолданулар: Сұйық электролит литий-ионды батареяларға қарағанда жақсырақ қауіпсіздік пен тұрақтылықты қамтамасыз ететін литий-полимерлі батареялардың қатты күйдегі полимерлі электролитінің арқасында олар ерекше орталар мен жағдайларда, мысалы, жоғары температурада қолдану үшін қолайлы. температура, жоғары қысым немесе жоғары қауіпсіздік талаптары.

Қорытындылай келе, литий полимерлі аккумуляторлардың ерекше артықшылықтары мен қолданудың белгілі бір салаларында, әсіресе жоғары энергия тығыздығын, ұзақ қызмет ету мерзімін, жылдам зарядтау мен разрядтауды және жоғары қауіпсіздік өнімділігін қажет ететін қолданбаларда қолдану мәні бар.

Литий-полимерлі аккумуляторларды пайдаланатын танымал өнімдер

1. OnePlus Nord сериялы смартфондары
   • OnePlus Nord сериялы смартфондары литий полимерлі аккумуляторларды пайдаланады, бұл оларға жіңішке дизайнды сақтай отырып, батареяның ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
2. Skydio 2 дрондары
   • Skydio 2 ұшқышсыз ұшағы жеңіл дизайнды сақтай отырып, 20 минуттан астам ұшу уақытын қамтамасыз ететін жоғары қуатты тығыздығы бар литий полимерлі батареяларды пайдаланады.
3. Oura Ring Health Tracker
   • Oura Ring денсаулық трекері - бұл құрылғының жұқа және ыңғайлы дизайнын қамтамасыз ете отырып, бірнеше күн батареяның қызмет ету мерзімін қамтамасыз ететін литий полимерлі батареяларды пайдаланатын смарт сақина.
4. PowerVision PowerEgg X
   • PowerVision компаниясының PowerEgg X - литий-полимерлі батареяларды пайдаланатын көп функционалды ұшқышсыз, ол жерде және су мүмкіндіктеріне ие бола отырып, 30 минутқа дейін ұшу уақытына қол жеткізе алады.

Бұл танымал өнімдер портативті электронды өнімдерде, дрондарда және денсаулықты бақылау құрылғыларында литий полимерлі батареялардың кең таралған қолданылуы мен бірегей артықшылықтарын толығымен көрсетеді.

Қорытынды

Литий-ионды және литий-полимерлі батареяларды салыстыратын болсақ, литий-полимерлі батареялар жоғары қуат тығыздығын, ұзақ цикл қызмет ету мерзімін және күшейтілген қауіпсіздікті ұсынады, бұл оларды жоғары өнімділік пен ұзақ мерзімділікті қажет ететін қолданбалар үшін өте қолайлы етеді. Жылдам зарядтауды, қауіпсіздікті және сәл жоғарырақ құнын қанағаттандыруды қалайтын жеке тұтынушылар үшін литий-полимерлі батареялар таңдаулы таңдау болып табылады. Үйдегі энергияны сақтауға арналған бизнесті сатып алуда литий-полимерлі аккумуляторлар циклдің ұзартылған мерзіміне, қауіпсіздігіне және техникалық қолдауына байланысты перспективалы нұсқа ретінде пайда болады. Сайып келгенде, осы батарея түрлері арасындағы таңдау нақты қажеттіліктерге, басымдықтарға және жоспарланған қолданбаларға байланысты.