Jaké jsou hlavní rozdíly mezi Li-Ion lithium-iontovými bateriemi a Li-Pol lithium-polymerovými bateriemi?

Elektrická baterie je opakovaně použitelný chemický zdroj elektrického proudu. V bateriích tohoto typu dochází k reverzibilním vnitřním chemickým procesům, které zajišťují jejich opakované cyklické použití (nabíjení/vybíjení) pro akumulaci elektrické energie a napájení různých elektrických zařízení při absenci přístupu k elektrické síti domácnosti.

Princip fungování baterií je založen na vratnosti chemických reakcí, které v nich probíhají. Akumulace nabití baterie se provádí jejím nabíjením, to znamená průchodem elektrického proudu v opačném směru vzhledem k pohybu proudu, když je baterie vybitá.

Baterie je několik baterií spojených dohromady do jednoho elektrického obvodu.

Hlavní charakteristikou baterie je její kapacita. Kapacita baterie je maximální možné použitelné nabití baterie. Nebo jinými slovy, kapacita baterie je množství energie, kterou plně nabitá baterie dodá při vybití na nejnižší povolené napětí. V systému SI se kapacita baterie měří v coulombech, ale obvykle se používá nesystémová jednotka – ampérhodina. 1 A/h = 3600 C. Kapacita baterie může být také udávána ve watthodinách. Další hlavní charakteristikou elektrických baterií je výstupní napětí baterie. Znáte-li výstupní napětí baterie, můžete snadno převést kapacitu baterie udávanou ve watthodinách na běžnější ampérhodinu.

Elektrické vlastnosti baterií závisí na materiálu elektrod a složení elektrolytu. Níže uvedená tabulka ukazuje nejpoužívanější typy elektrických baterií.

Typ baterie

Výstupní napětí (V)

Aplikace

trolejbusy, tramvaje, auta, motocykly, elektrické vysokozdvižné vozíky, zakladače, elektrické tahače, nouzové napájení, nepřerušitelné zdroje energie

stavební elektrické nářadí, trolejbusy, domácí elektrospotřebiče

domácí elektrospotřebiče, elektromobily

mobilní zařízení, stavební elektrické nářadí, elektrická vozidla

mobilní zařízení, elektrická vozidla

Při používání baterie její výstupní napětí a proud klesá. Po úplném vybití baterie přestane fungovat. Nabíjejte baterie z jakéhokoli zdroje stejnosměrného proudu s vyšším napětím při omezení proudu. Nabíjecí proud, měřený v ampérech, je obvykle 1/10 jmenovité kapacity baterie (v ampérhodinách). Některé typy baterií mají různá omezení, která je třeba vzít v úvahu při nabíjení baterie a při jejím používání. Například baterie NiMH jsou citlivé na přebití, zatímco lithiové baterie jsou citlivé na nadměrné vybití, napětí a okolní teplotu. Baterie NiCd a NiMH mají „paměťový efekt“. Vyjadřuje se poklesem kapacity baterie při nabíjení neúplně vybité baterie. Také tyto typy baterií mají výrazné samovybíjení, to znamená, že postupně ztrácejí náboj, i když nejsou připojeny k zátěži. Odkapávací nabíjení pomáhá bojovat proti tomuto efektu.

Lithium-iontová baterie (Li-ion) Typ elektrické baterie, která je nejrozšířenější v moderních zařízeních spotřební elektroniky. Nyní se takové baterie používají v mobilních telefonech, noteboocích, tabletech, elektromobilech, digitálních fotoaparátech, videokamerách atd.

G.N. se poprvé chopil vývoje lithiových baterií. Lewis v roce 1912. Ale teprve v 1970. letech se začaly objevovat první komerční příklady primárních lithiových článků.

V 80. letech minulého století bylo provedeno velké množství experimentů, při kterých bylo zjištěno, že při cyklování zdroje proudu kovovou lithiovou elektrodou se na povrchu lithia tvoří dendrity. V důsledku toho narůstají dendrity na kladnou elektrodu a uvnitř lithiového článku dochází ke zkratu. To vyřadilo takové napájecí zdroje z provozu. Teplota uvnitř baterie dosahuje bodu tání lithia. To způsobí výbuch baterie.

Ve snaze vyvinout bezpečný lithiový zdroj energie inženýři vedli k nahrazení cyklicky nestabilního lithiového kovu v baterii lithiovými intersticiálními sloučeninami v uhlíku a oxidech přechodných kovů. Nejčastěji používanými materiály pro výrobu lithiových baterií jsou grafit a lithium kobaltový oxid (LiCoO2). V takové baterii se během nabíjení-vybíjení ionty lithia pohybují z jedné implantační elektrody na druhou a zpět. Přestože takové elektrodové materiály mají měrnou elektrickou energii několikanásobně nižší než lithium, baterie na nich založené jsou mnohem bezpečnější. První lithium-iontové baterie byly vyvinuty společností Sony v roce 1991. V současné době je Sony největším výrobcem lithiových baterií.

Hustota energie: od 110 do 200 W*h/kg

Vnitřní odpor: 150 až 250 mOhm (pro 7,2V baterii)

Počet cyklů nabití/vybití do ztráty 20 % kapacity: od 500 do 1000

Rychlé nabíjení: 2-4 hodiny

Přípustné přebití: velmi nízké

Samovybíjení při pokojové teplotě: asi 7 % za rok

Maximální napětí článku: asi 4,2 V (baterie je plně nabitá)

Minimální napětí: asi 2,5 V (zcela vybitá baterie)

Zatěžovací proud vzhledem ke kapacitě (C):

— vrchol: více než 2C

– nejpřijatelnější: ne více než 1C

Rozsah provozních teplot: −20 °C až +60 °C

Zpočátku se jako anody používal koks, později se začal používat grafit. Jako katoda se používají oxidy lithia s kobaltem nebo manganem.

Při nabíjení lithium-iontových baterií dochází k následující chemické reakci:

na katodách: LiCoO₂ → Li_1-xVrkat₂ + xLi + + xe −

na anodách: С + xLi + + xe − → CLi_x

Při nabíjení baterie dochází k opačné reakci.

Výhody lithiových baterií.

1. Vysoká hustota energie.

2. Nízké samovybíjení.

3. Žádný „paměťový efekt“.

4. Snadné použití.

Nevýhody lithiových baterií.

1. Lithium-iontové baterie jsou při přebití nebo přehřátí náchylné k explozivní destrukci. Aby se tomuto efektu zabránilo, jsou všechny lithiové baterie pro domácnost vybaveny vestavěným elektronickým obvodem, který řídí nabíjení baterie a zabraňuje jejímu přebití a přehřátí.

2. Pokud nejsou baterie používány opatrně, mohou mít kratší životnost než jiné typy baterií. Hluboké vybití baterie zcela zničí lithium-iontové články.

3. Optimálních skladovacích podmínek pro lithium-iontové baterie je dosaženo při 40-50% nabití kapacity baterie a při okolní teplotě cca 5 °C. Nízká teplota je důležitějším faktorem pro nízkou ztrátu kapacity při dlouhodobém skladování.

4. Přísné podmínky nabíjení lithium-iontových baterií činí jejich použití v alternativní energii extrémně nepohodlným. To se děje proto, že větrné turbíny a solární panely nemohou poskytovat konstantní proud během nabíjecího cyklu.

I když se lithiová baterie nepoužívá, začne stárnout ihned po výrobě.

Lithium-polymerové a lithium-iontové baterie ztrácejí při nabíjení svou kapacitu, na rozdíl od niklových a nikl-metal-hydridových baterií. Čím vyšší je nabití baterie a teplota při jejím skladování, tím kratší je její životnost. Lithiové baterie je lepší skladovat nabité na 40-50 % a při teplotě 0 až 10 °C. Přebíjení, stejně jako nadměrné vybíjení, snižuje kapacitu takových baterií.

Lithium-polymerová baterie (Li-pol nebo Li-polymer) – Jedná se o nejpokročilejší design lithium-iontové baterie. Jako elektrolyt používá polymerní materiál s inkluzemi gelovitého lithium vodivého plniva. Jsou široce používány v chytrých telefonech, mobilních telefonech a dalších digitálních zařízeních.

Běžné domácí lithium-polymerové baterie nedokážou dodávat vysoký proud, ale byly vyvinuty speciální výkonové lithium-polymerové baterie, které dokážou dodat proud 10 a vícenásobek číselné hodnoty kapacity. Takové baterie jsou široce používány v rádiem řízených modelech, stejně jako v elektrickém nářadí a v některých moderních elektrických vozidlech. Podobné baterie se používají v nové technologii přeměny brzdné energie – KERS.

Výhody lithium-polymerových baterií.

1. Vysoká hustota energie na jednotku objemu a hmotnosti.

2. Nízké samovybíjení.

3. Malá tloušťka prvků – od 1 mm.

4. Schopnost získat velmi flexibilní formy;

5. Ne velký pokles napětí při postupu vybíjení.

6. Počet pracovních cyklů je od 300 do 500, s vybíjecími proudy 2C až do ztráty kapacity 20 %.

Nevýhody lithium-polymerových baterií.

1. Při přebití nebo přehřátí baterií hrozí nebezpečí požáru. Aby se tomuto efektu zabránilo, jsou všechny lithiové baterie pro domácnost vybaveny vestavěným elektronickým obvodem, který řídí nabíjení baterie a zabraňuje jejímu přebití a přehřátí. Vyžaduje se také speciální algoritmus nabíječky.

2. Rozsah provozních teplot lithium-polymerových baterií je omezený. Tyto prvky nefungují dobře v mrazu.

Stejně jako lithium-iontové baterie i lithium-polymerové baterie podléhají stárnutí.

Ve světě elektronikaKde mobilita a efektivita jsou klíčové faktory, výběr správného typu baterie může znamenat velký rozdíl pro produktivitu a zabezpečení zařízení. Lithium-iontové (Li-ion) a lithium polymer (Li-Pol) baterie jsou dvě nejběžnější typy, z nichž každý má svůj vlastní unikát výhody a nevýhody. V tomto článku se blíže podíváme na rozdíly mezi těmito dvěma typy. akumulátorykteré vám pomohou činit informovaná rozhodnutí na základě vašich konkrétních potřeb.

Vyberte příslušnou sekci pomocí níže uvedeného odkazu:

⭐ Lithium-iontové a lithium-polymerové baterie: Klíčové rozdíly

⭐ Co je lepší: Li-ion nebo Li-Pol

⭐ Lithium-iontové nebo lithium-železofosfátové baterie

⭐ Která baterie je pro telefony lepší: lithium-iontová nebo lithium-polymerová

⭐ Závěr: Výběr baterie závisí na vašich potřebách

⭐FAQ

✊ Recenze

Rozdíl mezi Li-ion a Li-Pol je jejich energetická kapacita a bezpečnost. Lithium-iontové baterie mají vyšší energetickou kapacitu, ale jsou těžší a mají menší kapacitu při stejné velikosti ve srovnání s lithium polymerem. Lithium-polymerové baterie jsou považovány za bezpečnější, protože jsou vybaveny systémem ochrany proti úniku elektrolytu.

Hlavní vlastnosti Li-ion a Li-Pol baterií

Lithium-iontové baterie (Li-ion)

Lithium-iontové baterie jsou známé svou vysokou energetickou kapacitou a stabilitou napětí. Jsou ideální pro aplikace vyžadující vysoký výkon a dlouhou životnost. Ve srovnání s lithium-polymerovými bateriemi jsou však obvykle těžší a mají vyšší cenu.

Lithium-polymerové baterie (Li-Pol)

Lithium-polymerové baterie na druhou stranu nabízejí lehčí a flexibilnější design, díky čemuž jsou ideální pro zařízení, kde je důležitá kompaktnost a lehkost. Mají také vysokou kapacitu při stejné velikosti jako Li-ion. Li-Pol baterie jsou navíc považovány za bezpečnější díky přítomnosti ochranného systému proti úniku elektrolytu, který snižuje riziko požáru.

Srovnání energetické náročnosti a bezpečnosti

• Energetická náročnost: Li-ion baterie mají obvykle vyšší hustotu energie, což znamená, že mohou uložit více energie na jednotku hmotnosti. Li-Pol baterie však mohou dosáhnout podobné nebo dokonce vyšší kapacity s menší hmotností a velikostí.
• zabezpečení: Li-Pol baterie jsou vybaveny dalšími bezpečnostními systémy, jako je ochrana proti přebití a zkratu, díky čemuž jsou spolehlivější v extrémních podmínkách.

Užitečné tipy a závěry

• Výběr typu baterie: Volba mezi Li-ion a Li-Pol bateriemi by měla být založena na specifické hmotnosti, velikosti, kapacitě a bezpečnostních požadavcích vašeho zařízení.
• Péče a provoz: Bez ohledu na typ baterie je důležité dodržovat doporučení výrobce ohledně péče a používání, abyste prodloužili životnost baterie a zajistili bezpečnost.

❓ Časté dotazy

• Jaký typ baterie je nejlepší pro přenos zařízení?
• Li-Pol akumulátory, díky jeho světlost и kompaktnost, jsou často nejlepší volbou pro přenosná zařízení.
• Je možné použít Li-ion baterie v zařízeních s vys spotřeba energie?
• Ano, Li-ion baterie jsou ideální pro zařízení s vys spotřeba energie, protože mají vysokou energetickou náročnost.
• Jak často by se měly lithiové baterie nabíjet? akumulátory?
• Doporučuje se nabíjet lithium akumulátorykdyž dosáhnou 20-30% nabitíprodloužit jejich životnost.