Литий─полимерный аккумулятор: отличие от ионного
Подавляющее большинство жителей развитых стран имеют мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки. Когда вы приобретаете какой-нибудь гаджет в магазине, скорее всего, даже не задумываетесь о типе аккумулятора в нём. И это неудивительно. Технологии быстро развиваются, в том числе, в сфере аккумуляторов. Не так давно в мобильной электронике использовались Ni─Cd аккумуляторы, которые потом сменили Ni─MH. Затем появились литий─ионные, которые быстро завоевали рынок портативных гаджетов. И вот теперь их теснят литий─полимерные батареи. В какой-то момент пользователь начинает задумываться о том, какая аккумуляторная батарея у него. В чём её преимущества и недостатки? В этой заметке мы попытаемся понять, в чём заключается отличие литий─полимерного аккумулятора от литий─ионного.
Содержание статьи
Li─Ion аккумулятор
Работы по созданию аккумуляторов с использованием лития велись достаточно давно. Но первые работоспособные экземпляры для бытовой техники появились только в 70-е годы прошлого столетия. Но тогда это были несовершенные модели с электродами из металлического лития. И эксплуатация таких аккумуляторов проблематичной в плане безопасности. Оставалось много нерешенных проблем с процессом заряда и разряда таких батарей.
Дело в том, что металлический литий очень активен и обладает высоким электрохимическим потенциалом. Его использование в аккумуляторах позволяет значительно увеличить энергетическую плотность. Аккумуляторные батареи с электродами из металлического Li, которые были разработаны первыми, имеют высокое напряжение и большую ёмкость. Однако постоянная работа такого аккумулятора в режиме заряда и разряда приводит к тому, что литиевый электрод изменяется.
Это приводит к тому, что стабильность работы нарушается и возникает угроза воспламенения из-за неконтролируемого протекания реакции в батарее. Аккумуляторный элемент быстро нагревается и, когда температура поднимается до плавления лития, то идёт бурная реакция с воспламенением. С этим были связаны отзывы первых аккумуляторов литиевого типа в потребительской электронике в начале 90-х годов.
В результате учёные стали заниматься разработкой АКБ на основе ионов Li. Из-за того, что пришлось отказаться от использования металлического лития, несколько уменьшилась энергетическая плотность. Но зато были решены проблемы с безопасностью при эксплуатации АКБ. Эти новые аккумуляторы получили название литий─ионных.
Рекомендуем дополнительно прочитать статью о том, как правильно заряжать li-polymer аккумуляторную батарею.
Энергетическая плотность литий─ионных аккумуляторов в 2─3 раза (в зависимости от используемых материалов) выше, чем у никель─кадмиевых. При разряде Li─Ion аккумуляторы показывают схожие с Ni─Cd характеристики.
Они отличаются материалом, используемым в качестве катода, форм-фактором и по некоторым другим параметрам. Их однозначно характеризует конструкция, в которую входят электроды, погружённые в жидкий электролит, содержащий ионы лития. Этот аккумуляторный элемент помещён в герметичную металлическую оболочку (сталь, алюминий). Для управления процессами заряда и разряда в литий─ионных аккумуляторных батареях есть печатная плата, называемая контроллером.
Чтобы картина по Li─Ion батареям была полной, рассмотрим их преимущества и недостатки.
Вернуться к содержанию
Преимущества Li─Ion
- Небольшой саморазряд;
- Высокая энергетическая плотность и ёмкость по сравнению со щелочными;
- Один аккумуляторный элемент имеет напряжение около 3,7 вольта. Для кадмиевых и металлогидридных это значение 1,2 вольта. Это позволяет значительно упростить конструкцию. В телефонах, например, используются батареи, имеющие в своём составе только одну банку;
- Отсутствует эффект памяти, а значит, упрощается обслуживание АКБ.
Вернуться к содержанию
Недостатки Li─Ion
- Необходим контроллер. Это печатная плата, которая контролирует напряжение аккумуляторного элемента или элементов, если их несколько. Плата также контролирует максимальный ток разряда, а в некоторых случаях и температуру банки. Без контроллера невозможна безопасная эксплуатация литий─ионной АКБ;
- Деградация Li─Ion системы идёт даже при хранении. То есть, через год ёмкость батареи ощутимо уменьшается, даже если она не используется. Аккумуляторы других типов (щелочные, свинцово-кислотные) тоже постепенно деградируют в процессе хранения, но у них это менее выражено;
- Цена литий─ионных выше, чем кадмиевых или никель─металлогидридных.
Возможности литий─ионной технологии не выработаны до конца. Поэтому постоянно появляются новые батареи, где решаются те или иные проблемы этого типа АКБ. Подробнее о том, что представляет собой литий─ионный аккумулятор читайте в статье по указанной ссылке.
Вернуться к содержанию
Li─Pol аккумулятор
Из-за проблем с обеспечением безопасности при заряде-разряде Li─Ion аккумуляторов стали вестись дальнейшие разработки модификаций этих батарей. В результате были разработаны литий─полимерные аккумуляторы. Их отличие от ионных в применяемом электролите. Стоит сказать, что первые разработки в этом направлении велись одновременно с Li─Ion технологией. Ещё в прошлом столетии был впервые использован сухой электролит из твёрдого полимера. По внешнему виду он похож на плёнку из пластика. Этот полимер не проводит ток, но не препятствуйте ионному обмену, который подразумевает движение заряженных атомов или их групп. Помимо содержания в нём электролита, полимер ещё выступает как пористый сепаратор между электродами.
Конструкция литий─полимерного аккумулятора
Новая конструкция позволила повысить безопасность и упростить производство аккумуляторов.
Естественно, что есть и недостатки. В частности, Li─Pol аккумуляторы с сухим электролитом имеют низкую электрическую проводимость в условиях комнатной температуры. Это объясняется тем, что при этой температуре их внутреннее сопротивление большое, что препятствует выдаче разрядного тока, необходимого для работы портативной электроники.
Если нагреть литий─полимерный аккумулятор до 60 градусов Цельсия, то проводимость увеличивается. Понятно, что это не годится для использования в телефонах или планшетах. Однако аккумуляторы с сухим полимером нашли свою нишу на рынке. Их используются в роли запасных источников питания в условиях повышенных температур. Есть варианты, когда ставятся нагревательные элементы для обеспечения температуры, необходимой для нормальной работы аккумулятора.
Здесь стоит пояснить ещё один важный момент. Наверняка все видели, что в смартфонах, планшетах и ноутбуках уже давно используются аккумуляторы с пометкой Li─Pol. Это литий─полимерные аккумуляторы гибридного типа, если так можно выразиться. Они представляют собой нечто среднее между Li─Ion и батареями с сухим полимером. Производители, выпускающие литий─полимерные аккумуляторы, используют в них в роли электролита гелеобразное вещество с ионами лития.
Так, что практически все литий─полимерные аккумуляторы в современных мобильных гаджетах используют гелеобразный электролит. По своей конструкции они представляют собой гибрид ионных и полимерных батарей. В чём же отличие между ионными и полимерными АКБ с гелеобразным электролитом? Их основные электрохимические параметры примерно одинаковы. Отличие таких гибридных АКБ заключается в том, что в них вместо пористого сепаратора используется твёрдый электролит. Он, как говорилось выше, ещё и выполняет роль пористого сепаратора. А электролит в гелеобразном состоянии используется для того, чтобы увеличить электропроводимость ионов.
Литий─полимерные аккумуляторы всё больше распространяются на рынке и за ними будущее. По крайней мере, в сегменте бытовой техники и потребительской электроники. Но пока их внедрение идёт не очень активно. Некоторые эксперты на рынке объясняют это тем, что слишком много средств было вложено в разработку Li─Ion батарей. И инвесторы просто хотят «отбить» вложенные деньги. Подробнее о литий─полимерных аккумуляторах читайте по ссылке.
Вернуться к содержанию
Отличие литий─полимерного от литий─ионного аккумулятора
Теперь нужно обобщить, в чём же отличие Li─Pol и Li─Ion аккумуляторов.
Полимерные батареи имеют в своём составе твёрдый электролит (полимер). В случае гибридных Li─Pol аккумуляторов ещё добавляется гелеобразный электролит с ионами лития. В случае Li─Ion аккумуляторов имеется жидкий электролит;
Литий─полимерные АКБ могут выполняться без металлической оболочки, что недопустимо для ионных. Кроме того, Li─Pol могут выполняться любой формы и толщиной до 1 миллиметра. Это довольно существенное отличие и преимущество полимерных батарей;
Энергоёмкость Li─Pol аккумуляторов немного меньше ионных.
Вместе с тем они имеют следующие общие моменты:
- Общий принцип передачи заряда с помощью ионов лития;
- Отсутствует «эффект памяти»;
- Низкий уровень саморазряда;
- Оба типа аккумуляторов подвержены деградации при хранении.
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
Отличия литий-ионных аккумуляторов от литий-полимерных
25.11.2018 17:08
Отличия литий-ионных аккумуляторов от литий-полимерных
Регулярно задаются вопросы — какой аккумулятор для телефона лучше. Точнее, в такой формулировке: какой аккумулятор для мобильного выбрать: литий-ионный или литий-полимерный?
Ответ на него прост — какой найдёте, такой и используйте. Не встречал я еще производителей аккумуляторов, которые для одного телефона делали бы и литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы.
Литий-ионные аккумуляторы производятся в основном для старых моделей сотовых телефонов, простых звонилок и недорогих аппаратов. Литий-полимерные аккумуляторы производятся для всех современных смартфонов.
| Литий-ионный (Li-Ion) аккумулятор для Samsung Galaxy S3 i9300 | Литий-ионный полимерный (Li-Pol) аккумулятор для Apple iPhone 7 |
Основополагающее отличие этих двух видов аккумуляторов состоит в конструкции. Литий-ионные аккумуляторы содержат электролит в форме жидкости или геля, поэтому им требуется герметичная упаковка. В литий-полимерных, а точнее литий-ионных полимерных аккумуляторах применяется твёрдый полимерный элетролит. Это позволяет делать аккумуляторы различной формы и более лёгкие по сравнению с литий-ионными. Именно поэтому, когда происходит замена аккумулятора на iPhone 6s или другой модели, вы можете наблюдать, как мастер может гнуть аккумулятор при его выемке из аппарата.
Все несъемные аккумуляторы для сотовых являются литий-полимерными, они тоньше и легче литий-ионных, хотя и дороже в производстве.
Срок службы аккумуляторов примерно одинаковый, износ тоже. Но литий-полимерная батарея более безопасная, поскольку риск воспламенения её уменьшился. Необходимость присутствия в литий-полимерных батареях дополнительных защитных систем, предохраняющих элементы от перегрева — так же привела к увеличению стоимости аккумулятора.
Li-polymer аккумуляторы более чувствительны к перегрузкам, к нестабильным условиям эксплуатации (переохлаждение, перегрев), к механическим воздействиям, а так же к «качеству» электроснабжения. Это означает, что использование некачественных зарядных устройств «убьет» аккумулятор для iPhone 7 гораздо быстрее, чем аккумулятор для Nokia 6300. Именно поэтому для всех современных смартфонов Samsung, Apple, Huawei, Xiaomi, LG и других обязательно используйте качественные зарядные устройства с нормальными стабилизирующими схемами.
какой лучше. В чём отличие литий─полимерного аккумулятора от ионного
Задаетесь вопросом: «Что выбрать: Li-Ion или Li-Po аккумулятор?» Мы подробно расскажем в чем отличие этих двух типов аккумуляторов.
Как всем нам известно, мощность портативного зарядного устройства в большей степени зависит от качества аккумуляторов внутри устройства. На современном рынке существует два вида аккумуляторов, которые используются для производства портативных зарядных устройств: Li-Ion и Li-Po элементы аккумулятора.
Li-Ion или Li-Po: В Чем Различие и Что Выбрать
К сведению пользователей, один из частозадаваемых вопросов касательно портативных зарядных устройств – это: какая разница между аккумуляторами Li-Ion и Li-Po, а также, какой из них лучше. Давайте будем разбираться.
Что же такое Li-Ion и Li-Po?
Li-Ion – это сокращение от литий-ионный, а Li-Po – от литий-полимерный. Окончание «ионный» и «полимерный» — это указание на катод. Литий-полимерный аккумулятор состоит из полимерного катода и твердого электролита, а литий-ионный аккумулятор – из углерода и жидкого электролита. Оба аккумулятора перезаряжаемые, и потом, в том или ином смысле, они оба выполняют одну и ту же функцию. В целом, литий-ионные аккумуляторы старше, чем литий-полимерные, но они по-прежнему широко распространены из-за низкой цены и неприхотливости в техническом обслуживании. Литий-полимерные аккумуляторы считаются более совершенными, с улучшенными характеристиками, обеспечивающими более высокий уровень безопасности, следовательно, такие аккумуляторы стоят дороже, чем литий-ионные.
Существует много конфигураций аккумуляторов Li-Ion. Самые распространенные литий-ионные аккумуляторы для портативных зарядных устройств – это аккумуляторы с типоразмером 18650, диаметром 18мм и длиной 65мм, в которых 0 означает цилиндрическую конфигурацию. Больше 60% портативных зарядок изготовлены из элементов аккумулятора с типоразмером 18650. Размер и вес таких элементов легко позволяет применять их во многих электронных устройствах. Технологии изготовления также не стоят на месте.
Поскольку среди покупателей все больше и больше возрастает спрос на более легкие и компактные портативные зарядки, все более очевидными становятся ограничения, которые влекут за собой литий-ионные аккумуляторы. Поэтому производители переходят на изготовление более легких, более плоских модульных литий-полимерных аккумуляторов для новых портативных зарядных устройств. Более того, литий-полимерные аккумуляторы не так подвержены риску взрыва, а поэтому в портативные зарядки больше не нужно встраивать защитный слой, в то время как большинство литий-ионных 18650 аккумуляторов должны быть установлены только вместе с защитой.
Давайте подытожим информацию про различия между литий-ионом и литий-полимером в виде таблицы.
| Ключевые особенности | Li-Ion | Li-Po |
| Энергетическая плотность | Высокая | Низкая, с меньшим количеством циклов в сравнении с Li-Ion |
| Универсальность | Низкая | Высокая, производители не привязаны к стандартному формату ячеек |
| Вес | Немного более тяжелые | Легкие |
| Ёмкость | Ниже | Одинаковый объем Li-Po аккумулятора, превосходит по ёмксоти Li-Ion почти в два раза |
| Жизненный цикл | Большой | Большой |
| Взрывоопасность | Более высокая | Более продуманная безопасность снижает риск перезаряда, а также утечку электролита |
| Время заряда | Немного более длинное | более короткое |
| Изнашиваемость | Теряет менее чем 0,1% своей эффективности каждый месяц | Более медленней, чем Li-Ion аккумуляторы |
| Стоимость | Более дешевый | Более дорогой |
После изучения всех преимуществ, недостатков и характеристик двух типов аккумуляторов, вы можете убедиться, что между ними нет сильной конкуренции. Хотя литий-ионный аккумулятор тоньше и изящнее, литий-ионные аккумуляторы отличаются большей удельной энергоемкостью, и потом, они гораздо дешевле в производстве.
Поэтому, не стоит обращать особого внимания на тип аккумулятора, просто выбирайте брендовое портативное зарядное устройство, которое соответствует вашим требованиям. В конце концов, в эти аккумуляторы добавляется множество химикатов, поэтому, еще неизвестно, какие из них прослужат дольше.
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
В Чем Различие и Что Выбрать
Задаетесь вопросом: «Что выбрать: Li-Ion или Li-Po аккумулятор?» Мы подробно расскажем в чем отличие этих двух типов аккумуляторов.
Как всем нам известно, мощность портативного зарядного устройства в большей степени зависит от качества аккумуляторов внутри устройства. На современном рынке существует два вида аккумуляторов, которые используются для производства портативных зарядных устройств: Li-Ion и Li-Po элементы аккумулятора.
Li-Ion или Li-Po: В Чем Различие и Что ВыбратьК сведению пользователей, один из частозадаваемых вопросов касательно портативных зарядных устройств – это: какая разница между аккумуляторами Li-Ion и Li-Po, а также, какой из них лучше. Давайте будем разбираться.
Что же такое Li-Ion и Li-Po?
Li-Ion – это сокращение от литий-ионный, а Li-Po – от литий-полимерный. Окончание «ионный» и «полимерный» — это указание на катод. Литий-полимерный аккумулятор состоит из полимерного катода и твердого электролита, а литий-ионный аккумулятор – из углерода и жидкого электролита. Оба аккумулятора перезаряжаемые, и потом, в том или ином смысле, они оба выполняют одну и ту же функцию. В целом, литий-ионные аккумуляторы старше, чем литий-полимерные, но они по-прежнему широко распространены из-за низкой цены и неприхотливости в техническом обслуживании. Литий-полимерные аккумуляторы считаются более совершенными, с улучшенными характеристиками, обеспечивающими более высокий уровень безопасности, следовательно, такие аккумуляторы стоят дороже, чем литий-ионные.
Существует много конфигураций аккумуляторов Li-Ion. Самые распространенные литий-ионные аккумуляторы для портативных зарядных устройств – это аккумуляторы с типоразмером 18650, диаметром 18мм и длиной 65мм, в которых 0 означает цилиндрическую конфигурацию. Больше 60% портативных зарядок изготовлены из элементов аккумулятора с типоразмером 18650. Размер и вес таких элементов легко позволяет применять их во многих электронных устройствах. Технологии изготовления также не стоят на месте.
Поскольку среди покупателей все больше и больше возрастает спрос на более легкие и компактные портативные зарядки, все более очевидными становятся ограничения, которые влекут за собой литий-ионные аккумуляторы. Поэтому производители переходят на изготовление более легких, более плоских модульных литий-полимерных аккумуляторов для новых портативных зарядных устройств. Более того, литий-полимерные аккумуляторы не так подвержены риску взрыва, а поэтому в портативные зарядки больше не нужно встраивать защитный слой, в то время как большинство литий-ионных 18650 аккумуляторов должны быть установлены только вместе с защитой.
Давайте подытожим информацию про различия между литий-ионом и литий-полимером в виде таблицы.
| Ключевые особенности | Li-Ion | Li-Po |
| Энергетическая плотность | Высокая | Низкая, с меньшим количеством циклов в сравнении с Li-Ion |
| Универсальность | Низкая | Высокая, производители не привязаны к стандартному формату ячеек |
| Вес | Немного более тяжелые | Легкие |
| Ёмкость | Ниже | Одинаковый объем Li-Po аккумулятора, превосходит по ёмксоти Li-Ion почти в два раза |
| Жизненный цикл | Большой | Большой |
| Взрывоопасность | Более высокая | Более продуманная безопасность снижает риск перезаряда, а также утечку электролита |
| Время заряда | Немного более длинное | более короткое |
| Изнашиваемость | Теряет менее чем 0,1% своей эффективности каждый месяц | Более медленней, чем Li-Ion аккумуляторы |
| Стоимость | Более дешевый | Более дорогой |
После изучения всех преимуществ, недостатков и характеристик двух типов аккумуляторов, вы можете убедиться, что между ними нет сильной конкуренции. Хотя литий-ионный аккумулятор тоньше и изящнее, литий-ионные аккумуляторы отличаются большей удельной энергоемкостью, и потом, они гораздо дешевле в производстве.
Поэтому, не стоит обращать особого внимания на тип аккумулятора, просто выбирайте брендовое портативное зарядное устройство, которое соответствует вашим требованиям. В конце концов, в эти аккумуляторы добавляется множество химикатов, поэтому, еще неизвестно, какие из них прослужат дольше.
Литий полимерные аккумуляторы: особенности и области применения
Современные технологии делают доступным постоянное совершенствование прошлых разработок. Повышение эффективности свойств и основных характеристик позволяет улучшать существующие приборы и аппараты. Одними из таких приборов являются литий полимерные аккумуляторные батареи (li pol). Они представляют собой усовершенствованную версию литиевых.
Полимерные аккумуляторы
Полимерный аккумулятор от своих предшественников отличается тем, что вместо жидкого электролита в нем применяется полимер. В состав улучшенного электролита были добавлены вещества с соединениями лития, тем самым повышаются проводящие свойства.
В отличие от других видов элементов питания полимерные способны отдавать токи при разрядке в несколько раз превышающие собственную емкость аккумулятора. Также расширяются возможности изготовления различных форм.
Важно! Замена жидкого электролита на полимер значительно увеличивает безопасность использования li pol аккумуляторов.
Виды и принцип работы
В основе работы полимерного АКБ лежит процесс перехода некоторых твердых полимеров в состояние полупроводника при смешивании их с частицами лития, тем самым в несколько раз увеличивается проводимость. Теоретические разработки подразумевают повышение энергетической плотности батарей с li ion и li pol электролитами. На сегодняшний день выделяется несколько типов li pol аккумуляторных батарей:
- при добавлении в состав полимерных солей лития получают гелеобразный электролит;
- сухой вид получают при смешивании солей лития с полиэтиленоксидом;
- микропористые изготавливают на основе растворов солей металла лития при отсутствии воды.
Тем не менее следует помнить, что при пониженных температурах существенно понижается ионная проводимость твердого электролита, в этом li polimer уступает жидкому. Перед разработчиками встала задача по поиску материалов при использовании которых расшириться диапазон рабочих температур и увеличиться проводимость вещества. Таким материалом стал литий полимерный электролит, которые по своим полезным свойствам не уступают жидкому.
Существуют некоторые модели элементов питания, в которых был получен твердый анод. В таких аккумуляторах получилось добиться расширенного диапазона температур, а также роста проводимости. Такие элементы широко применяются для питания многих видов техники и приборов.
Интересно знать! На стабильную работу литий ионных полимерных аккумуляторов влияет однородное состояние электролита.
В ходе множества экспериментов и исследований было доказано, что данный вид элементов питания является наиболее безопасным, это выделяет отличие полимерных от литий ионных аккумуляторов. Наличие твердого вещества не позволяет электролиту вытекать и разрушаться при механическом воздействии, а также при появлении токов короткого замыкания. Возможность создания моделей с максимально малой толщиной, позволила создавать стационарное оборудование компактной величины.
Аккумуляторы с твердым электролитом li pol по своим некоторым свойствам и составу близки со своими предшественниками. Однако внедрение в их состав гелеобразной составляющей снизило собственное сопротивление и увеличило скорость ионообменных реакций.
Основные характеристики
Батареи с твердым электролитом пришли на смену щелочным элементам питания, заменяя их во многих видах электроники. Большой срок службы, малые токи самостоятельного разряда, а также повышенная безопасность применения значительно распространило такие источники питания.
К основным характеристикам литий полимерных аккумуляторов следует отнести
- возможность заряжать и разряжать до 1000 раз;
- ежемесячно теряют до 5% заряда самостоятельно;
- сниженная масса за счет возможности применения новых технологий по замене металлических частей в составе батареи;
- плотность энергии достигает значения до 200 Втч/кг;
- диапазон рабочих температур от -20°С до +60°С;
- значение рабочего напряжения до 3,7 В;
- толщина полимерных аккумуляторов от 1 мм;
- напряжение разряда от 3 В;
- максимальное значение тока превышает собственную емкость в два раза;
- естественное старение на 20% за 3 года.
Существуют быстроразрядные батареи, они тяжелее стандартных моделей на 20% и имеют ток разряда, который в 8 раз превышает собственное значение емкости.
Важно знать! Многие виды электроники не выдерживают повышенных значений токов разряда.
Применение
Сферы применения аккумуляторов с li pol электролитами обусловлены основными задачами, поставленными перед ними, а также внешними условиями.
Основное использование
Данные источники питания значительно повышают время работы многих стационарных устройств, при том, что имеют относительно маленькую массу, в этом заключается разница ионных аккумуляторов от литий полимерных. Обыкновенные li pol батареи применяют для питания таких приборов, как планшет, телефоны и другие виды разнообразных гаджетов и игрушек. Быстроразрядные применяются для обеспечения стационарной работы аппаратов с повышенными значениями потребляемого тока.
Увеличенное значение тока разряда используется в устройствах на дистанционном управлении таких, как игрушечные вертолеты и самолеты, а также при работе переносных инструментов и гибридных автомобилей.
Ограничение при использовании
Повсеместное использование полимерных аккумуляторов имеет некоторые ограничения:
- Особые условия восполнения заряда. Данные аккумуляторов относят к пожароопасным в период зарядки, поэтому заводы изготовители рекомендуют применять только специальные устройства с системами контроля и защиты при перегреве.
- Запрещено подвергать воздействию микроволн либо повышенного давления.
- Нельзя подключать к устройствам непосредственно после зарядки, необходимо выждать время для того, чтобы внутренняя температура батареи понизилась до рабочего значения.
Особенности эксплуатации и зарядки
Аккумуляторные батареи, созданные на основе замены жидкого электролита на гелеобразный как самостоятельные источники питания требуют к применению некоторые правила зарядки и безопасной эксплуатации.
Зарядка li pol аккумуляторов
Восполнение заряда полимерных батарей производится при помощи специальных зарядных устройств. Напряжение при этом имеет значение 4 В, при токе заряда, не превышающем номинальное показание внутренней емкости аккумулятора. Однако быстроразрядные источники питания могут иметь ток заряда превышающим емкость практически в 5 раз. По своему принципу зарядка батарей схожа с литиевыми, которая описана по ссылке.
Среднее время на восполнение номинального значения напряжения и тока составляет не более двух часов. При этом устройство должно контролировать подаваемые параметры при окончании зарядки, допустимые отклонения не более 0,01 В.
Современные производители предлагают два основных вида зарядных устройств:
- Простые. Имеют незначительную стоимость и предназначены для восполнения заряда только литиевых батарей.
- Универсальные. С их помощь можно зарядить любой вид аккумуляторов, но имеют повышенную стоимость.
Простые устройства в своей конструкции имеют специальные световые индикаторы. Основные параметры устанавливаются при помощи переключателей на панели прибора. С их помощью можно выставить значение тока зарядки, а также количество банок в батарее. Некоторые изготавливаются с несколькими ячейками, имеющих разные параметры восполнения заряда. Дешевые зарядники не способны четко контролировать показания конечного напряжения.
Наиболее дорогие, универсальные устройства способны контролировать целый ряд параметров при зарядке аккумуляторов с полимерным электролитом. На информационный экран выводятся реальные показания напряжения, тока и емкости. Прибор весь период восполнения заряда контролирует сам, необходимо только ввести значение тока и число банок в аккумуляторе.
Важно! Заряд производить на исправном оборудовании согласно инструкции.
Безопасная эксплуатация литий полимерных аккумуляторов
Ответственное отношение при использовании батарей данного вида убережет от возможного выхода из строя и их механического разрушения. В ходе эксплуатации необходимо соблюдать следующие рекомендации:
- значение напряжение выше 4,2 В может пагубно сказать на работоспособности источника питания;
- запрещается допускать возникновения замыкания полюсов между собой напрямую;
- не допускается работа под нагрузкой, которая может привести к нагреву батареи выше 60 градусов;
- при разгерметизации аккумулятор повредится и выйдет из строя;
- запрещается разряжать элемент питания до значения ниже 3 В;
- перед хранением без нагрузки необходимо полностью зарядить батарею.
Если не соблюдать описанные правила, то использование полимерных аккумуляторов может привести к критическому снижению собственной емкости, а также к самовоспламенению батареи. Для снижения вероятности возникновения неисправности рекомендуется соблюдать несколько советов от производителей источников питания:
- в первую очередь нужно купить оригинальное зарядное устройство, либо аналог с соответственными характеристиками;
- при зарядке применять специальные разъемы, предотвращающих возникновение короткого замыкания;
- правильно заряжать литий полимерный аккумулятор, контролировать основные параметры, корректно выставлять необходимые значения.
При нагреве выше 60 градусов внутри устройства происходят неотвратимые реакции, при которых внутренняя энергия переходит в тепло. В ходе роста накопленного тепла может произойти воспламенение, либо взрыв батареи. Попадание воздуха может также разрушить полимерный источник питания.
Необходимо помнить! Хранить аккумулятор после полной зарядки в прохладном месте, укрыв от попадания прямых солнечных лучей.
Преимущества и недостатки
Литий полимерные аккумуляторы, как и любые электрические приборы и устройства в ходе эксплуатации имеют плюсы и минусы. При выборе, что лучше li polymer или li ion в первую очередь необходимо понимать для чего их применять и ознакомиться с их основными качествами.
К достоинствам следует отнести:
- повышенная плотность внутренней энергии;
- увеличенный срок службы в отличие от аналогичных литиевых батарей;
- низкий самостоятельный разряд;
- возможность изготовления различных форм;
- полностью отсутствует эффект памяти;
- большой диапазон рабочих температур;
- сниженное падение напряжение в ходе работы.
К недостаткам в процессе применения можно отнести:
- снижение значения температуры ниже -20°С, внутренние реакции замедляются;
повышенная стоимость по сравнению с щелочными аналогами.
Литий полимерные аккумуляторы прочно вошли в нашу повседневную жизнь и заняли свою нишу в обеспечении автономным питанием различных устройств.
Литий-ионный или литий-полимерный — какой аккумулятор лучше?
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.
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.
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.
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 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 сокращённых названий разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором, когда речь идёт о портативной электронике, по факту минимальная. Давайте остановимся на этом подробнее.
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
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.
Чем отличаются литий-полимерный и литий-ионный аккумуляторы
В числе самых распространенных видов аккумуляторов — литий-полимерные и литий-ионные. В чем их особенности?
Факты о литий-полимерных аккумуляторах
В литий-полимерных аккумуляторах задействуется твердый полимерный электролит. В самых первых образцах батарей рассматриваемого типа, созданных в 70-х годах, он присутствовал преимущественно в сухой модификации. Данный электролит фактически не проводил электрический ток, однако в нем мог осуществляться обмен ионами, образуемыми соединениями лития. В современных устройствах — ноутбуках, мобильных телефонах, гаджетах — используются аккумуляторы, в которых также есть некоторое количество электролита в виде геля.
Литий-полимерные батареи способны обеспечивать высокий уровень плотности электроэнергии в расчете на свои размеры и массу. Они характеризуются довольно невысоким саморазрядом, не обладают так называемым эффектом памяти — когда заряженный аккумулятор в процессе использования иногда разряжается только до уровня, который соответствует моменту постановки батареи на зарядку (то есть необязательно до нуля), а также могут работать при широком диапазоне температур.
Однако литий-полимерные аккумуляторы не всегда безопасны — особенно при перегреве или слишком долгой зарядке. Батареи рассматриваемого типа имеют порядка 800-900 рабочих циклов, при которых уровень потери емкости не превышает 20 %. Те же 20 % производительности аккумулятор теряет после 2 лет эксплуатации, даже если он не используется, а находится на хранении.
У литий-полимерных аккумуляторов зачастую очень небольшие размеры — теоретически возможен выпуск батарей толщиной порядка миллиметра. Применение металлического корпуса в их конструкции необязательно.
к содержанию ↑Факты о литий-ионных аккумуляторах
Конструкция литий-ионного аккумулятора состоит из электродов и сепараторов, пропитанных обычно жидким электролитом. Первые представлены катодами из алюминия и анодами из меди. Электрический заряд в аккумуляторах рассматриваемого типа переносится положительно заряженным ионом лития, который имеет способность встраиваться в кристаллические решетки других веществ и формировать таким образом новые соединения. Катоды в современных литий-ионных аккумуляторах, как правило, представлены соединениями лития с кобальтом, никелем, марганцем, а также фосфатом железа.
Батареи рассматриваемого типа характеризуются, как и литий-полимерные изделия, низким саморазрядом, но несколько превышают их по энергоемкости. Литий-ионные аккумуляторы нет необходимости периодически заряжать и разряжать в целях поддержания функциональности.
Устаревшие модели литий-ионных аккумуляторов считаются небезопасными в эксплуатации, но те, что включают в себя элементы из соединения лития с фосфатом железа, признаны достаточно надежными. Как и литий-полимерные устройства, батареи рассматриваемого типа теряют в емкости с течением времени — даже если не используются.
к содержанию ↑Сравнение
Главное отличие литий-полимерного от литий-ионного аккумулятора заключается в применении в структуре первых преимущественно сухого электролита (с небольшим процентом гелевого), в то время как во вторых используется, как правило, жидкий электролит. Это предопределяет возможность, прежде всего, не применять в конструкции литий-полимерных батарей металлическую оболочку и произвести аккумулятор небольшого размера и толщины. В литий-ионных аккумуляторах, в свою очередь, она необходима — иначе электролит вытечет. Важность использования металлической оболочки может затруднять уменьшение размера выпускаемых батарей фирмами-производителями.
Определив, в чем разница между литий-полимерным и литий-ионным аккумулятором, отразим выводы в небольшой таблице.
к содержанию ↑Таблица
| Литий-полимерные аккумуляторы | Литий-ионные аккумуляторы |
| Что общего между ними? | |
| Имеют общие принципы передачи электрозаряда — с помощью соединений лития | |
| Характеризуются низким саморазрядом | |
| Нет эффекта памяти | |
| Есть общий недостаток в виде снижения емкости с течением времени | |
| В чем разница между ними? | |
| Имеют в своей структуре твердый электролит (с добавлением гелевого) | Имеют в своей структуре жидкий электролит |
| Не требуют металлической оболочки и могут обладать малыми размерами | Требуют металлической оболочки, что предопределяет больший их размер в сравнении с литий-полимерными батареями |
| Имеют несколько меньшую энергоемкость | Имеют несколько большую энергоемкость |