Запитайте се: „Какво да изберете: Li-Ion или Li-Po батерия?“ Ще ви разкажем подробно каква е разликата между тези два вида батерии.

Както всички знаем, мощността на преносимото зарядно зависи до голяма степен от качеството на батериите в устройството. На съвременния пазар има два вида батерии, които се използват за производството на преносими зарядни устройства: Li-Ion и Li-Po батерии.

Li-Ion или Li-Po: каква е разликата и какво да изберете

За потребителите един от често задаваните въпроси относно преносимите зарядни устройства е: каква е разликата между Li-Ion и Li-Po батериите, както и коя е по-добра. Нека го разберем.

Какво е Li-Ion и Li-Po?

Li-Ion е съкращение от литиеви йони, а Li-Po е съкращение за литиев полимер. Окончанията "йонни" и "полимерни" са индикация за катода. Литиево-полимерната батерия се състои от полимерен катод и твърд електролит, докато литиево-йонната батерия е съставена от въглерод и течен електролит. И двете батерии са презареждащи се и след това, по един или друг начин, и двете изпълняват една и съща функция. Като цяло литиево-йонните батерии са по-стари от литиево-полимерните, но все още се използват широко поради ниската си цена и лесната поддръжка. Литиево-полимерните батерии се считат за по-модерни, с подобрени характеристики, които осигуряват по-високо ниво на безопасност, следователно такива батерии са по-скъпи от литиево-йонните батерии.

Има много конфигурации на литиево-йонни батерии. Най-често срещаните литиево-йонни батерии за преносими зарядни устройства са 18650 батерии с диаметър 18 мм и дължина 65 мм, в които 0 означава цилиндрична конфигурация. Повече от 60% от преносимите зарядни устройства са направени от акумулаторни клетки 18650. Размерът и теглото на такива клетки позволяват лесно да се използват в много електронни устройства. Производствените технологии също не стоят на едно място.

Тъй като потребителите все повече търсят по-леки, по-компактни преносими зарядни устройства, ограниченията, които литиево-йонните батерии носят със себе си, стават все по-очевидни. Поради това производителите преминават към производството на по-леки, по-плоски, модулни литиево-полимерни батерии за нови преносими зарядни устройства. Нещо повече, литиево-полимерните батерии са по-малко податливи на спукване, така че преносимите зарядни устройства вече не трябва да имат вграден защитен слой, докато повечето литиево-йонни батерии 18650 трябва да бъдат инсталирани само с екран.

Нека обобщим информацията за разликите между литиеви йони и литиево-полимерни под формата на таблица.

Основни функции	Li-Ion	LiPo
Енергийна плътност	Високо	Ниско, с по-малко цикли в сравнение с Li-Ion
Универсалност	Ниска	Високо, производителите не са обвързани със стандартния формат на клетката
Тегло	Малко по-тежко	Бели дробове
Капацитет	По-долу	Същият обем на Li-Po батерията е почти два пъти по-голям от Li-Ion
Жизнен цикъл	Голям	Голям
Експлозивност	По-висок	По-внимателната безопасност намалява риска от презареждане, както и от изтичане на електролит
Време за зареждане	Още малко	по-късо
износвам	Губи по-малко от 0,1% от ефективността си всеки месец	По-бавно от литиево-йонните батерии
Цена	по-евтино	По-скъпо

След като проучите всички предимства, недостатъци и характеристики на двата вида батерии, можете да се уверите, че между тях няма силна конкуренция. Въпреки че литиево-йонната батерия е по-тънка и елегантна, литиево-йонните батерии имат по-висока енергийна плътност и тогава са много по-евтини за производство.

Затова не обръщайте много внимание на типа батерия, просто изберете марково преносимо зарядно устройство, което отговаря на вашите нужди. В крайна сметка към тези батерии се добавят много химикали, така че остава да видим кои от тях ще издържат най-дълго.

Литиево-полимерните батерии представляват усъвършенстван дизайн на световно известните литиево-йонни батерии. Планира се скоро тези устройства да изместят напълно никел-металхидрида и никел-кадмия от пазара. акумулатори. Литиево-полимерните клетки се използват все по-често в голямо разнообразие от електронни устройства като източник на енергия. Със същото тегло те са няколко пъти по-енергийно ефективни от никел-металхидридните и никел-кадмиевите конструкции.

Потенциално литиево-полимерните клетки ще струват по-малко от литиево-йонните батерии. Въпреки това в момента те все още са доста скъпи. В момента с тяхното производство се занимават само няколко големи компании. По дизайн те са подобни на литиево-йонните клетки, но използват хелиев електролит. В резултат на това те се отличават с нисък разряден ток, значителна енергийна плътност и значителен брой цикли на зареждане и разреждане. Формата им може да бъде много различна, а самите те се открояват с лекото си тегло и компактност.

Видове

В момента литиево-полимерните батерии могат да бъдат от няколко вида, които се различават по структурата на електролита:

• Елементи, които имат гелообразен хомогенен електролит , който се създава чрез въвеждането на литиево-полимерни соли в състава.
• Елементи, които имат сух полимерен електролит . Този тип се произвежда на базата на полиетиленов оксид с помощта на различни литиеви соли.
• Имайки полимерен матричен електролит има микропореста структура. Съдържа неводни компоненти на литиеви соли.

Поради факта, че в полимерна клетка се използва течен електролит, тяхната експлоатационна безопасност е с порядък по-висока. Освен това те могат да бъдат изработени в различни форми и конфигурации.

Някои литиево-полимерни клетки са направени от метален полимер. Въпреки това, при ниски температури, параметрите на такива батерии са значително намалени поради кристализацията на полимера.

Има разработки на полимерни батерии, където се използва метален анод. Някои компании успяха да постигнат значително разширяване на работния температурен диапазон и плътността на тока. Подобни видове батерии могат да се използват в различни домакински уреди и електроника.

В същото време различните производители използват различни електродни материали, структура на електролита и технология на сглобяване. В резултат на това произведените батерии могат да имат напълно различни параметри. Но всички компании, произвеждащи такива батерии, отбелязват, че стабилността на функционирането на литиево-полимерните батерии осигурява еднородността на електролита от полимера. Това от своя страна зависи от броя на компонентите, както и от температурата на полимеризация.

Вече се произвеждат опции за батерии с дебелина само 1 милиметър. Благодарение на това производителите могат да произвеждат много компактни мобилни устройства.

Също така наличните в търговската мрежа литиево-полимерни батерии са разделени на:

• обикновени.
• Бързо малко.

устройство

Литиево-полимерните батерии работят на принципа на преместване на редица полимерни клетки в полупроводникови вещества, при условие че в тях са включени електролитни йони. Резултатът е значително увеличение на проводимостта. Според устройството тези батерии се отличават с електролитен състав.

Същността на полимерната технология е, че електролитът се нанася върху пластмасов филм. Той не позволява провеждането на електричество, но позволява обмена на йони. С други думи, полимерният електролит замества стандартния порест сепаратор, импрегниран с течен електролит. Благодарение на сухата полимерна конструкция е възможно да се осигури минимална дебелина на клетката от порядъка на 1 мм, безопасно приложение и лекота на производство. Благодарение на този дизайн разработчиците имат възможност да въведат такива батерии в обувки, дрехи, миниатюрно оборудване и други устройства.

Но сухата полимерна батерия има недостатъци под формата на намаляване на проводимостта и вътрешното съпротивление на полимерите, което е неприемливо за редица мощни мобилни устройства. За да се направи малката полимерна батерия по-напреднала, определен процент гел клетки се добавят към електролита. Повечето от търговските батерии, използвани в момента в мобилните телефони, са хибриди от полимер и гел. Хибридните батерии в момента са най-популярни.

Принцип на действие

Литиево-полимерните батерии имат принцип на действие, подобен на литиево-йонните клетки, тоест работят върху обратимостта на химическа реакция. Тук анодът е материал, изработен от въглерод, където се въвеждат литиеви йони. В катода се използват оксиди на ванадий, манган или кобалт. Работата на такава батерия се основава на способността на полимерите да преминават в полупроводниково състояние поради включването на електролитни йони в тях.

Литиевите соли все още се използват тук като химическа основа на електролита. Те обаче са разположени в съответен полимерен дистанционер, който се намира между катода и анода. Благодарение на това литиево-полимерните батерии могат да бъдат направени във всяка произволна форма. Могат да се поставят на различни недостъпни места, което открива нови възможности за производителите на електроника.

Приложение

Литиево-полимерните батерии се използват все повече и повече. Такива батерии могат значително да увеличат времето за работа на устройството с намалено тегло на батерията. Благодарение на това е възможно да се получи енергиен носител, който ще бъде няколко пъти по-голям по капацитет. При използване на бързоразреждащи се батерии ще се осигури още по-голяма производителност. Следователно такива батерии са отличен вариант за радиоуправляеми модели на самолети и хеликоптери, включително други радиоуправляеми устройства.

Приложение Li-Polбатерията дава възможност за намаляване на теглото на батерията и увеличаване на периода на работа на устройствата. Литиево-полимерните батерии са се доказали като отлични в малки хеликоптери като Piccolo. Такива устройства могат да летят на такива батерии за 30 минути или повече. Тези елементи са добър вариант за малки летящи конструкции.

Типичните литиево-полимерни батерии се използват като захранвания, които са необходими за електронни устройства, които черпят относително малък ток. Това могат да бъдат лаптопи, смартфони и така нататък. Бързоразрядните батерии се използват в устройства, където се изисква висока консумация на ток. Подобни батерии се използват в съвременните преносими електрически инструменти и радиоуправляеми устройства.

Ограничения на приложението

Тези батерии ще бъдат широко използвани в автомобилната индустрия в бъдеще. Днес те се използват за създаване на нови технологии и тестване на електрически превозни средства. Въпреки това, има определени ограничения, които пречат на използването на тези батерии навсякъде.

• Литиево-полимерните батерии изискват специален режим на зареждане. По принцип това не е трудно, но обичайното не може да се използва за това. Това се дължи на факта, че те се отличават с опасност от пожар по време на периода на претоварване. За да се борят с това явление, всички подобни батерии имат електронна система, която предотвратява прекомерно разреждане и прегряване.
• Ако литиево-полимерната батерия се използва неправилно, това може да причини пожар.
• Литиево-полимерната батерия не трябва да се използва веднага след зареждане. За начало трябва да се охлади до температурата на околната среда. В противен случай батерията може да се повреди.
• Не се допуска късо съединение.
• Не е разрешено намаляване на налягането на батерията.
• Разреждане на батерията под 3 волта.
• Не загрявайте над 60 градуса.
• Батериите не трябва да се излагат на микровълни или налягане. Това може да доведе до дим, пожар и по-сериозни последици.
• Необходимо е да се предпази батерията от повреда и удар. Силното механично въздействие може да доведе до нарушаване на вътрешната структура.

Тези недостатъци обаче не пречат на използването им в голямо разнообразие от области. В бъдеще всички тези недостатъци ще бъдат компенсирани с въвеждането на нови технологии и разработки.

Предимства на литиево-полимерните батерии

• Доста висока енергийна плътност.
• Малък параметър на саморазреждане.
• Няма ефект на паметта.
• Литиево-полимерните батерии са донякъде по-добри от литиевите по отношение на капацитета на батерията и продължителността на употреба.
• Производство на батерии с дебелина само един милиметър.
• Приложения в доста широк температурен диапазон: от минус 20 до плюс 40 градуса по Целзий.
• Възможността да се даде на батерията различна форма.
• Малък спад на напрежението по време на разреждане.

Технологиите за производство на батерии не стоят на едно място и постепенно Ni-Cd (никел-кадмиеви) и Ni-MH (никел-металхидридни) батерии се заменят на пазара с батерии, базирани на литиеви технологии. Литиево-полимерните (Li-Po) и литиево-йонните (Li-ion) батерии се използват все по-често в различни електронни устройства като източник на ток

литий- сребристо-бял, мек и пластичен метал, по-твърд от натрия, но по-мек от оловото. Литият е най-лекият метал в света! Плътността му е 0,543 g/cm 3 . Може да се обработва чрез пресоване и валцоване. Има находища на литий в Русия, Аржентина, Мексико, Афганистан, Чили, САЩ, Канада, Бразилия, Испания, Швеция, Китай, Австралия, Зимбабве и Конго

Екскурзия в историята

Първите експерименти по създаването на литиеви батерии започват през 1912 г., но само шест десетилетия по-късно, в началото на 70-те години, те са въведени за първи път в домакинските устройства. И, подчертавам, това бяха само батериите. Следващите опити за разработване на литиеви батерии (акумулаторни батерии) бяха неуспешни поради проблеми, свързани с осигуряването на безопасността на тяхната работа. Литият, най-лекият от всички метали, има най-висок електрохимичен потенциал и осигурява най-висока енергийна плътност. Батериите, използващи литиеви метални електроди, се характеризират с високо напрежение и отличен капацитет. Но в резултат на многобройни проучвания през 80-те години беше установено, че цикличната работа (зареждане - разреждане) на литиевите батерии води до промени в литиевия електрод, в резултат на което термичната стабилност намалява и има заплаха от термична държавата излиза извън контрол. Когато това се случи, температурата на клетката бързо се доближава до точката на топене на лития - и започва бурна реакция, която запалва отделените газове. Например голям брой литиеви батерии за мобилни телефони, доставени в Япония през 1991 г., бяха изтеглени след няколко експлозии.

Поради присъщата нестабилност на лития, изследователите са насочили вниманието си към неметални литиеви батерии, базирани на литиеви йони. След като загубиха малко с енергийната плътност и взеха някои предпазни мерки при зареждане и разреждане, те получиха по-безопасни така наречени литиево-йонни (Li-ion) батерии.

Енергийната плътност на литиево-йонните батерии обикновено е няколко пъти по-висока от тази на стандартните NiCd и NiMH батерии. Благодарение на използването на нови активни материали, това превъзходство се увеличава всяка година. В допълнение към големия капацитет, литиево-йонната батерия се държи подобно на никеловите батерии при разреждане (формата на техните разрядни характеристики е подобна и се различава само по напрежение).

Днес има много разновидности на литиево-йонни батерии и можете да говорите дълго време за предимствата и недостатъците на един или друг тип, но е невъзможно да ги различите на външен вид. Ето защо ние отбелязваме само онези предимства и недостатъци, които са характерни за всички видове тези устройства, и разглеждаме причините, довели до раждането на литиево-полимерни (Li-Po) батерии.

Литиево-йонната батерия беше добра за всички, но проблемите с осигуряването на безопасността на нейната работа и високата цена накараха учените да създадат литиево-полимерна батерия (Li-pol или Li-po).

Основната им разлика от Li-ion се отразява в името и се крие във вида на използвания електролит. Първоначално, през 70-те години, се използва сух твърд полимерен електролит, подобен на пластмасов филм и не провеждащ електрически ток, но позволяващ обмен на йони (електрически заредени атоми или групи от атоми). Полимерният електролит всъщност замества традиционния порест сепаратор, импрегниран с електролит, поради което те имат гъвкава пластмасова обвивка, имат по-малко тегло, висок изходен ток и могат да се използват като захранващи батерии за устройства с мощни електрически двигатели.

Този дизайн опростява производствения процес, е по-сигурен и позволява производството на тънки батерии със свободна форма. Минималната дебелина на елемента е около един милиметър, така че дизайнерите на оборудването са свободни да избират формата, формата и размера, до включването му във фрагменти от дрехи.

Основни предимства

• Литиево-йонните и литиево-полимерните батерии със същото тегло превъзхождат никеловите (NiCd и Ni-MH) батериите по енергийна интензивност
• Нисък саморазряд
• Високо напрежение на единична клетка (3,6-3,7V срещу 1,2V-1,4 за NiCd и NiMH), което опростява дизайна - често батерията се състои само от една клетка. Много производители използват в различни компактни електронни устройства (клетъчни телефони, комуникатори, навигатори и др.) точно такава едноклетъчна батерия
• Дебелина на елементите от 1 мм
• Възможност за получаване на много гъвкави форми

Недостатъци

• Батерията подлежи на стареене, дори ако не се използва и просто стои на рафт. По очевидни причини производителите мълчат за този проблем. Часовникът започва да тиктака от момента, в който батериите са произведени в завода, а намаляването на капацитета е резултат от увеличаване на вътрешното съпротивление, което от своя страна се генерира от окисляването на електролита. В резултат на това вътрешното съпротивление ще достигне ниво, при което батерията вече няма да може да доставя натрупаната енергия, въпреки че ще има достатъчно от нея в батерията.След две-три години тя често става неизползваема.
• По-висока цена от NiCd и Ni-MH батериите
• При използване на литиево-полимерни батерии винаги съществува риск от тяхното запалване, което може да се случи поради затваряне на контакта, неправилно зареждане или механична повреда на батерията. Тъй като температурата на горене на лития е много висока (няколко хиляди градуса), той може да възпламени близки предмети и да причини пожар.

Основни характеристики на Li-Po батериите

Както бе споменато по-горе, литиево-полимерните батерии със същото тегло превишават NiCd и Ni-MH батериите няколко пъти по отношение на консумация на енергия. Срокът на експлоатация на съвременните Li-Po батерии, като правило, не надвишава 400-500 цикъла на зареждане-разреждане. За сравнение, животът на съвременните Ni-MH батерии с нисък саморазряд е 1000-1500 цикъла.

Технологиите за производство на литиеви батерии не стоят неподвижни и горните цифри могат да загубят своята актуалност по всяко време, т.к. производителите на батерии всеки месец увеличават характеристиките си чрез въвеждане на нови технологични процеси за тяхното производство.

От разнообразието от налични в търговската мрежа литиево-полимерни батерии могат да се разграничат две основни групи - бързо разреждане(Здравей, освобождаване от отговорност) и обикновени. Те се различават помежду си по максималния ток на разреждане - той се обозначава или в ампери, или в единици капацитет на батерията, обозначен с буквата "C".

Области на приложение за Li-Po батерии

Използването на Li-Po батерии ви позволява да решите два важни проблема - да увеличите времето за работа на устройствата и да намалите теглото на батерията

обикновени Li-Po батериите се използват като източници на енергия в електронни устройства с относително ниска консумация на ток (мобилни телефони, комуникатори, лаптопи и др.).

Бързо разрежданеЛитиево-полимерните батерии често се наричат ​​" мощност"- такива батерии се използват за захранване на устройства с висока консумация на ток. Ярък пример за използването на "мощни" Li-Po батерии са радиоуправляемите модели с електрически двигатели и съвременните хибридни автомобили. Именно в този пазарен сегмент се води основната конкурентна борба между различни производители на Li-Po батерии.

Единствената област, където досега литиево-полимерните батерии са по-ниски от никеловите, е зоната на свръхвисоки (40-50C) разрядни токове. По отношение на цената, по отношение на капацитета, литиево-полимерните батерии струват приблизително колкото NiMH. Но в този пазарен сегмент вече се появиха конкуренти - (Li-Fe), чиято производствена технология се развива всеки ден.

Зареждане на Li-Po батерии

Зареждането на повечето Li-Po батерии се извършва по доста прост алгоритъм - от източник на постоянно напрежение 4,20V / клетка с ограничение на тока от 1C (някои модели съвременни Li-Po батерии позволяват зареждането им с ток от 5С). Зареждането се счита за завършено, когато токът падне до 0,1-0,2C. Преди да преминете към режим на стабилизиране на напрежението при ток от 1C, батерията набира приблизително 70-80% от капацитета си. Отнема около 1-2 часа за пълно зареждане. Зарядното устройство е обект на доста строги изисквания за точността на поддържане на напрежението в края на зареждането - не по-лошо от 0,01 V / банка.
От зарядните устройства на пазара могат да се разграничат два основни типа - прости, некомпютърни зарядни в ценовия диапазон $10-40, предназначени само за литиеви батерии, и универсални зарядни устройства в ценовия диапазон $80-400, предназначени да обслужват различни видове на батерии.батерии.

Първите, като правило, имат само LED индикация за зареждане, броят на кутиите и токът в тях се задават чрез джъмпери или чрез свързване на батерията към различни конектори на зарядното устройство. Предимството на такива зарядни устройства е ниската им цена. Основният недостатък е, че някои от тези устройства не могат правилно да определят края на зареждането. Те определят само момента на преход от режим на стабилизация на тока към режим на стабилизиране на напрежението, което е приблизително 70-80% от капацитета.

Втората група зарядни устройства има много по-широки възможности, като правило всички те показват напрежението, тока и капацитета в mAh, които батерията „прие“ по време на зареждането, което ви позволява по-точно да определите колко е заредена батерията. Когато използвате зарядното устройство, най-важното е да настроите правилно необходимия брой кутии в батерията и тока на зареждане, който обикновено е 1C, на зарядното устройство.

Работа с Li-Po батерии и предпазни мерки

Със сигурност може да се каже, че литиево-полимерните батерии са най-„нежните“ от съществуващите, т.е. изискват спазването на няколко прости правила. Изброяваме ги в низходящ ред на опасност:

1. Презареждане на батерията - зареждане до напрежение над 4,20V на клетка
2. Късо съединение на батерията
3. Разреждане с токове, надвишаващи капацитета на натоварване или водещи до нагряване на Li-Po батерията над 60 ° C
4. Разряд под 3V на клетка
5. Отопление на батерията над 60ºС
6. Разхерметизиране на батерията
7. Съхранение в разредено състояние

Неспазването на първите три точки води до пожар, всички останали - до пълна или частична загуба на капацитет

От всичко казано, могат да се направят следните изводи:

• За да избегнете пожар, трябва да имате нормално зарядно устройство и правилно да настроите броя на заредените кутии на него
• Също така е необходимо да се използват съединители, които изключват възможността за късо съединение на батерията и контролират тока, консумиран от устройството, в което е инсталирана Li-Po батерията.
• Трябва да сте сигурни, че вашето електронно устройство, в което е инсталирана батерията, не прегрява. При +70ºС започва "верижна реакция" в батерията, превръщайки съхраняваната от нея енергия в топлина, батерията буквално се разпространява, подпалвайки всичко, което може да изгори
• Ако затворите почти разредена батерия, тогава няма да има пожар, тя тихо и спокойно ще „умре“ поради прекомерно разреждане
• Гледайте напрежението в края на разреждането на батерията и не забравяйте да го изключите след работа
• Понижаването на налягането също е причина за повреда на литиевите батерии. Въздухът не трябва да влиза вътре в елемента. Това може да се случи, когато външната защитна торбичка е повредена (батерията е запечатана в торбичка като термосвиваема тръба) в резултат на удар, или повреда от остър предмет, или ако терминалът на батерията се прегрее по време на запояване. Заключение - не изпускайте от голяма височина и спойте внимателно
• Съгласно препоръките на производителите, батериите трябва да се съхраняват в 50-70% заредено състояние, за предпочитане на хладно място, при температура не по-висока от 30°C. Съхранението в разредено състояние се отразява неблагоприятно на експлоатационния живот. Както всички батерии, литиево-полимерните батерии имат малък саморазряд.

Сглобяване на Li-Po батерии

За да получите батерии с висок изходен ток или голям капацитет, батериите са свързани паралелно. Ако закупите готова батерия, тогава чрез маркиране можете да разберете колко кутии има в нея и как са свързани. Буквата P (успоредно) след числото показва броя на кутиите, свързани паралелно, а S (серийно) - последователно. Например "Kokam 1500 3S2P" се отнася до батерия, свързана последователно от три чифта батерии, като всяка двойка се формира от две батерии от 1500 mAh, свързани паралелно, т.е. капацитетът на батерията ще бъде 3000 mAh (при паралелно свързване капацитетът се увеличава), а напрежението е 3.7V x 3 = 11.1V.

Ако купувате батерии отделно, тогава преди да ги свържете към батерия, трябва да изравните потенциалите им, особено за опцията за паралелно свързване, тъй като в този случай една банка ще започне да зарежда друга и токът на зареждане може да надвиши 1C. Препоръчително е да разредите всички закупени банки, преди да свържете към 3V с ток от около 0,1-0,2C. Напрежението трябва да се контролира с цифров волтметър с точност най-малко 0,5%. Това ще гарантира надеждна работа на батерията в бъдеще.

Желателно е също така да се извърши изравняване на потенциала (балансиране) дори на вече сглобени маркови батерии преди първото им зареждане, тъй като много компании, които сглобяват елементи в батерия, не ги балансират преди сглобяването.

Поради спада на капацитета в резултат на работа, в никакъв случай не трябва да се добавят последователно нови банки към старите - в този случай батерията ще бъде небалансирана.

Разбира се, също така е невъзможно да се комбинират батерии с различен, дори сходен капацитет в батерия - например 1800 и 2000 mAh, както и да се използват батерии от различни производители в една батерия, тъй като различното вътрешно съпротивление ще доведе до дисбаланс на батерията.

Когато запоявате, внимавайте да не прегреете проводниците - това може да счупи уплътнението и да "убие" за постоянно батерията, която все още не е работила. Някои Li-Po батерии се доставят с парчета от текстолитна печатна платка, които вече са запоени към клемите за лесно окабеляване. В същото време се добавя допълнително тегло - около 1 g на елемент, но е възможно местата за запояване на проводници да се затоплят много по-дълго - фибростъкло не провежда добре топлината. Проводниците с конектори трябва да бъдат фиксирани към корпуса на батерията, поне с тиксо, за да не ги откъснете случайно при многократно свързване към зарядното устройство

Нюансите на използването на Li-Po батерии

Ще дам още няколко полезни примера, произтичащи от казаното по-рано, но неочевидни на пръв поглед...

При продължителна работа на батерията нейните елементи стават небалансирани поради първоначалното малко разпръскване на капацитета - някои банки „остаряват“ по-рано от други и губят капацитета си по-бързо. С повече кутии в батерията, процесът върви по-бързо. Това води до следното правило: необходимо е да се контролира капацитетът на всяка клетка на батерията.

Ако в комплекта се открие батерия, чийто капацитет се различава от другите клетки с повече от 15-20%, се препоръчва да откажете използването на целия комплект или да запоявате батерията с по-малък брой клетки от останалите батерии .

Съвременните зарядни устройства имат вградени балансери (балансьор), които ви позволяват да зареждате всички елементи в батерията поотделно под строг контрол. Ако зарядното устройство не е оборудвано с балансьор, то трябва да бъде закупено отделно и е препоръчително да зареждате батериите с него.

Външният балансьор е малка платка, свързана към всяка банка, съдържаща товарни резистори, управляваща верига и светодиод, показващ, че напрежението на тази банка е достигнало 4,17-4,19V. Когато напрежението на отделен елемент надхвърли прага от 4,17V, балансьорът затваря част от тока „на себе си“, предотвратявайки напрежението да надвиши критичния праг.

Трябва да се добави, че балансьорът не спасява от преразреждане на някои кутии в небалансирана батерия, той служи само за предпазване от повреда на клетките по време на зареждане и средство за идентифициране на "лоши" клетки в батерията.

Горното се отнася за батерии, съставени от три или повече клетки, за двуклетъчни батерии балансьорите по правило не се използват.

Според многобройни прегледи, разреждането на литиеви батерии до напрежение 2,7-2,8V има по-пагубен ефект върху капацитета, отколкото, например, презареждане до напрежение от 4,4V. Особено вредно е да съхранявате батерията в прекомерно разредено състояние.

Има мнение, че литиево-полимерните батерии не могат да работят при ниски температури. Всъщност техническите спецификации за батериите показват работен диапазон от 0-50 ° C (при 0 ° C се запазва 80% от капацитета на батерията). Но въпреки това е възможно да се използват Li-Po батерии при ниски температури, около -10 ... -15 ° С. Факт е, че не е нужно да замразявате батерията преди употреба - поставете я в джоба си, където е топло. И в процеса на използване вътрешното генериране на топлина в батерията се оказва полезно свойство в момента, предотвратявайки замръзване на батерията. Разбира се, мощността на батерията ще бъде малко по-ниска, отколкото при нормална температура.

Заключение

Като се има предвид темпът на технологичния прогрес в областта на електрохимията, може да се предположи, че бъдещето принадлежи на технологиите за съхранение на литиева енергия, ако горивните клетки не ги настигнат. Изчакай и виж…

В статията са използвани материали от статии на Сергей Потупчик и Владимир Василиев

Каква е разликата между литиево-полимерна батерия и йонна батерия?

По-голямата част от хората в развитите страни имат мобилни телефони, таблети, лаптопи. Когато купувате джаджа в магазин, най-вероятно дори не мислите за вида на батерията в нея. И това не е изненадващо. Технологиите се развиват бързо, включително в областта на батериите. Не толкова отдавна Ni─Cd батериите са били използвани в мобилната електроника, които по-късно заменят Ni─MH. След това дойде литиево-йонната, която бързо завладя пазара на преносими джаджи. А сега ги притискат от литиево-полимерни батерии. В един момент потребителят започва да мисли какъв вид батерия има. Какви са неговите предимства и недостатъци? В тази бележка ще се опитаме да разберем каква е разликата между литиево-полимерна батерия и литиево-йонна батерия.

Работата по създаването на батерии, използващи литий, продължава от дълго време. Но първите работещи екземпляри за домакински уреди се появяват едва през 70-те години на миналия век. Но тогава това бяха несъвършени модели с електроди от литиев метал. А работата на такива батерии е проблематична от гледна точка на безопасността. Имаше много нерешени проблеми с процеса на зареждане и разреждане на такива батерии.

Факт е, че металният литий е много активен и има висок електрохимичен потенциал. Използването му в батерии може значително да увеличи енергийната плътност. Батериите с литиев метален електрод, които са разработени първи, имат високо напрежение и голям капацитет. Въпреки това, постоянната работа на такава батерия в режим на зареждане и разреждане води до факта, че литиевият електрод се променя.

Това води до нарушаване на стабилността на работа и опасност от запалване поради неконтролирана реакция в акумулатора. Батерийната клетка се нагрява бързо и когато температурата се повиши до стопяване на литий, настъпва бурна реакция със запалване. С това бяха изтеглени първите батерии от литиев тип в потребителската електроника в началото на 90-те години.

В резултат на това учените започнаха да разработват батерии на базата на Li йони. Поради факта, че беше необходимо да се изостави използването на метален литий, енергийната плътност до известна степен намаля. Но от друга страна, проблемите с безопасността по време на работа на батерията бяха решени. Тези нови батерии се наричат ​​литиево-йонни.

Енергийната плътност на литиево-йонните батерии е 2-3 пъти (в зависимост от използваните материали) по-висока от тази на . При разреждане литиево-йонните батерии показват подобни характеристики на Ni─Cd. Единственото, в което са по-ниски от тях, е работата при свръхвисоки разрядни токове (повече от 10C).Към днешна дата вече са пуснати много различни модификации на литиево-йонни батерии.

Те се различават по материала, използван като катод, форм-фактор и някои други параметри. Те се характеризират уникално с дизайн, който включва електроди, потопени в течен електролит, съдържащ литиеви йони. Тази акумулаторна клетка е поставена в запечатана метална обвивка (стомана, алуминий). За управление на процесите на зареждане и разреждане в литиево-йонните батерии има печатна платка, наречена контролер.

За да завършим картината на литиево-йонните батерии, нека разгледаме техните предимства и недостатъци.

Предимства на Li-Ion

• Малък саморазряд;
• Висока енергийна плътност и капацитет в сравнение с алкалните;
• Една клетка на батерията има напрежение от около 3,7 волта. За кадмий и метален хидрид тази стойност е 1,2 волта. Това значително опростява дизайна. Телефоните, например, използват батерии, които съдържат само една кутия;
• Няма ефект на паметта, което означава, че поддръжката на батерията е опростена.

Недостатъци на Li-Ion

• Изисква се контролер. Това е печатна платка, която контролира напрежението на акумулаторната клетка или клетките, ако има няколко. Платката също така контролира максималния разряден ток, а в някои случаи и температурата на буркана. Без контролер е невъзможно безопасно да се работи с литиево-йонна батерия;
• Разграждането на литиево-йонната система продължава дори по време на съхранение. Тоест след една година капацитетът на батерията намалява значително, дори и да не се използва. Батериите от друг тип (алкални, оловно-киселинни) също постепенно се разграждат по време на съхранение, но това е по-слабо изразено за тях;
• Цената на литиеви йони е по-висока от кадмия или.

Възможностите на литиево-йонната технология не са разработени докрай. Затова непрекъснато се появяват нови батерии, където се решават определени проблеми на този тип батерии. Прочетете повече за това какво представлява в статията на предоставения линк.

Li-Pol батерия

Поради проблеми с осигуряването на безопасност по време на зареждане-разреждане на литиево-йонните батерии, започнаха да се извършват по-нататъшни разработки на модификациите на тези батерии. В резултат на това бяха разработени литиево-полимерни батерии. Тяхната разлика от йонната в използвания електролит. Струва си да се каже, че първите разработки в тази посока бяха извършени едновременно с Li─Ion технологията. Още през миналия век за първи път се използва сух твърд полимерен електролит. На външен вид изглежда като пластмасов филм. Този полимер не провежда ток, но не пречи на йонния обмен, който включва движението на заредени атоми или техните групи. В допълнение към съдържанието на електролит в него, полимерът действа и като порест сепаратор между електродите.

Новият дизайн подобрява безопасността и опростява производството на батерии. И още по-важното е, че литиево-полимерните батерии могат да се произвеждат в почти всякаква форма и много малка дебелина (до 1 милиметър). Това ви позволява да правите различни устройства, захранвани от Li─Pol акумулаторни батерии, тънки, компактни и елегантни. Някои литиево-полимерни батерии могат дори да бъдат зашити в дрехи.

Естествено, има и недостатъци. По-специално, Li─Pol батериите със сух електролит имат ниска електрическа проводимост при стайна температура. Това е така, защото при тази температура вътрешното им съпротивление е голямо, което предотвратява разрядния ток, необходим за работата на преносимата електроника.

Ако загреете литиево-полимерна батерия до 60 градуса по Целзий, проводимостта се увеличава. Ясно е, че това не е подходящо за използване в телефони или таблети. Въпреки това, сухите полимерни батерии са намерили своята ниша на пазара. Използват се като резервни източници на енергия при повишени температури. Има опции при поставяне на нагревателни елементи за осигуряване на температурата, необходима за нормалната работа на батерията.

Тук си струва да се изясни още един важен момент. Със сигурност всеки е виждал, че батериите с етикет Li─Pol отдавна се използват в смартфони, таблети и лаптопи. Това са литиево-полимерни батерии от хибриден тип, така да се каже. Те са кръстоска между литиево-йонни и сухи полимерни батерии. Производителите на литиево-полимерни батерии използват гелообразно вещество с литиеви йони като електролит.

Така че почти всички литиево-полимерни батерии в съвременните мобилни джаджи използват гелообразен електролит. По дизайн те са хибрид от йонни и полимерни батерии. Каква е разликата между йонни и полимерни батерии с гелообразен електролит? Техните основни електрохимични параметри са приблизително еднакви. Разликата между такива хибридни батерии е, че те използват твърд електролит вместо порест сепаратор. Той, както бе споменато по-горе, също изпълнява ролята на порест сепаратор. А електролитът в състояние на гел се използва за повишаване на електрическата проводимост на йоните.

Литиево-полимерните батерии стават все по-разпространени на пазара и са бъдещето. Поне в сегмента на домакинските уреди и потребителската електроника. Но докато изпълнението им не е много активно. Някои експерти на пазара обясняват това с факта, че са инвестирани твърде много пари в разработването на литиево-йонни батерии. А инвеститорите просто искат да си „възвърнат“ вложените пари. прочетете линка.