Usted hace la pregunta: "¿Qué elegir: batería de Li-Ion o Li-Po?" Te contamos en detalle cuál es la diferencia entre estos dos tipos de baterías.

Como todos sabemos, la potencia de un cargador portátil depende en gran medida de la calidad de las baterías dentro del dispositivo. En el mercado moderno, existen dos tipos de baterías que se utilizan para producir cargadores portátiles: celdas de batería Li-Ion y Li-Po.

Li-Ion o Li-Po: cuál es la diferencia y qué elegir

Para información de los usuarios, una de las preguntas más frecuentes sobre los cargadores portátiles es: cuál es la diferencia entre las baterías Li-Ion y Li-Po, y también cuál es mejor. Vamos a averiguarlo.

¿Qué son Li-Ion y Li-Po?

Li-Ion es la abreviatura de ion de litio y Li-Po es de polímero de litio. Las terminaciones "iónico" y "polímero" son indicaciones del cátodo. Una batería de polímero de litio está formada por un cátodo de polímero y un electrolito sólido, mientras que una batería de iones de litio está formada por carbono y un electrolito líquido. Ambas baterías son recargables y luego, en un sentido u otro, ambas realizan la misma función. En general, las baterías de iones de litio son más antiguas que las de polímero de litio, pero todavía están muy extendidas debido a su bajo costo y bajo mantenimiento. Las baterías de polímero de litio se consideran más avanzadas, con un rendimiento mejorado, que brindan un mayor nivel de seguridad, por lo tanto, estas baterías son más caras que las baterías de iones de litio.

Hay muchas configuraciones para baterías de iones de litio. Las baterías de iones de litio más comunes para cargadores portátiles son las baterías 18650 con un diámetro de 18 mm y una longitud de 65 mm, donde 0 significa una configuración cilíndrica. Más del 60% de los cargadores portátiles están hechos de celdas de batería 18650. El tamaño y el peso de dichas celdas se pueden utilizar fácilmente en muchos dispositivos electrónicos. Las tecnologías de fabricación tampoco se detienen.

A medida que la demanda de cargadores portátiles más livianos y compactos crece cada vez más entre los compradores, las limitaciones que conllevan las baterías de iones de litio son cada vez más evidentes. Por lo tanto, los fabricantes se están moviendo hacia la fabricación de baterías modulares de polímero de litio más livianas y planas para los nuevos cargadores portátiles. Además, las baterías de polímero de litio no son tan vulnerables a las explosiones y, por lo tanto, los cargadores portátiles ya no necesitan construir una capa protectora, mientras que la mayoría de las baterías de iones de litio 18650 solo necesitan instalarse con una capa protectora.

Resumamos las diferencias entre iones de litio y polímero de litio en forma de tabla.

Caracteristicas clave	Li-Ion	Li-Po
Densidad de energia	Elevado	Bajo, con menos ciclos en comparación con Li-Ion
Versatilidad	Bajo	Alto, los fabricantes no están atados a un formato de celda estándar
El peso	Un poco más pesado	Pulmones
Capacidad	Debajo	El mismo volumen de batería Li-Po, casi el doble de capacidad que Li-Ion
Ciclo vital	Grande	Grande
Peligro de explosión	Más alto	Un mejor diseño de seguridad reduce el riesgo de sobrecarga y fugas de electrolitos
Tiempo de carga	Ligeramente más largo	más corta
Vestir	Pierde menos del 0,1% de su eficacia cada mes	Más lento que las baterías de iones de litio
Precio	Más económico	Más caro

Después de examinar todas las ventajas, desventajas y características de los dos tipos de baterías, puede asegurarse de que no existe una fuerte competencia entre ellos. Aunque las baterías de iones de litio son más delgadas y elegantes, las baterías de iones de litio tienen una mayor densidad de energía y son mucho más baratas de fabricar.

Por lo tanto, no preste demasiada atención al tipo de batería, simplemente elija un cargador portátil de marca que se adapte a sus necesidades. Después de todo, se agregan muchos productos químicos a estas baterías, por lo que queda por ver cuáles durarán más.

Las baterías de polímero de litio representan un diseño mejorado de las baterías de iones de litio de renombre mundial. Está previsto que estos dispositivos desplacen pronto por completo del mercado a los dispositivos de níquel-hidruro metálico y níquel-cadmio. acumuladores... Las celdas de polímero de litio se utilizan cada vez más en una amplia variedad de dispositivos electrónicos como fuente de energía. Con el mismo peso en términos de capacidad energética, son varias veces superiores a los diseños de níquel-hidruro metálico y níquel-cadmio.

Potencialmente, las celdas de polímero de litio costarán menos que las baterías de iones de litio. Sin embargo, por el momento siguen siendo bastante caros. Por el momento, solo unas pocas grandes empresas se dedican a su producción. Son similares en diseño a las celdas de iones de litio, pero usan un electrolito de helio. Como resultado, son liberados por una corriente de descarga baja, una densidad de energía significativa y un número significativo de ciclos de carga y descarga. Su forma puede ser muy diferente, y ellos mismos se distinguen por su ligereza y compacidad.

Puntos de vista

Por el momento, las baterías de polímero de litio pueden ser de varios tipos, que difieren en la estructura del electrolito:

• Elementos que tienen electrolito homogéneo en forma de gel , que se crea mediante la introducción en la composición de sales de polímero de litio.
• Elementos que tienen electrolito de polímero seco ... Este tipo está hecho a base de óxido de polietileno utilizando una variedad de sales de litio.
• Teniendo electrolito de matriz polimérica que tiene una estructura microporosa. Contiene componentes no acuosos de sales de litio.

Debido al hecho de que se usa un electrolito líquido en una celda de polímero, su seguridad operativa es un orden de magnitud mayor. Además, se pueden fabricar en varias formas y configuraciones.

Algunas celdas de polímero de litio están hechas de polímero metálico. Sin embargo, a bajas temperaturas, los parámetros de tales baterías se reducen significativamente debido a la cristalización del polímero.

Hay desarrollos en baterías de polímero donde se usa un ánodo de metal. Algunas empresas han logrado obtener una expansión significativa del rango de temperatura de funcionamiento y la densidad de corriente. Estos tipos de baterías se pueden utilizar en varios electrodomésticos y electrónicos.

Al mismo tiempo, diferentes fabricantes utilizan diferentes materiales de electrodos, estructura de electrolitos y tecnología de ensamblaje. Como resultado, las baterías fabricadas pueden tener parámetros completamente diferentes. Pero todas las empresas que producen tales baterías notan que la estabilidad del funcionamiento de las baterías de polímero de litio asegura la uniformidad del electrolito del polímero. Esto, a su vez, depende del número de componentes, así como de la temperatura de polimerización.

Ya existen versiones de baterías que solo tienen 1 milímetro de grosor. Esto permite a los fabricantes producir dispositivos móviles muy compactos.

Además, las baterías de polímero de litio que están disponibles comercialmente se dividen en:

• Regular.
• Descarga rápida.

Dispositivo

Las baterías de polímero de litio funcionan según el principio de convertir una serie de elementos poliméricos en sustancias semiconductoras, siempre que incluyan iones de electrolito. Como resultado, hay un aumento significativo de la conductividad. Según el dispositivo, estas baterías son emitidas por una composición electrolítica.

La esencia de la tecnología de polímeros es que el electrolito se aplica a una película de plástico. No permite la conducción de electricidad, pero permite el intercambio de iones. En otras palabras, el electrolito polimérico reemplaza al separador poroso convencional impregnado con electrolito líquido. Gracias a la estructura de polímero seco, es posible garantizar un espesor de celda mínimo de aproximadamente 1 mm, seguridad de uso y facilidad de producción. Gracias a este diseño, los desarrolladores tienen la oportunidad de integrar dichas baterías en zapatos, ropa, equipos en miniatura y otros dispositivos.

Pero una batería de polímero seco tiene desventajas en forma de una disminución de la conductividad y la resistencia interna de los polímeros, lo que es inaceptable para varios dispositivos móviles potentes. Para hacer que la pequeña batería de polímero sea más avanzada, se agrega un cierto porcentaje de celdas de gel al electrolito. La mayoría de las baterías comerciales que se utilizan actualmente en los teléfonos móviles son híbridos de gel de polímero. Las baterías híbridas son, con mucho, las más populares.

Principio de operación

Las baterías de polímero de litio tienen un principio de acción similar al de las celdas de iones de litio, es decir, operan sobre la reversibilidad de una reacción química. Aquí, el ánodo es un material hecho de carbono, donde se incrustan iones de litio. En el cátodo se utilizan óxidos de vanadio, manganeso o cobalto. El funcionamiento de dicha batería se basa en la capacidad de los polímeros para pasar a un estado semiconductor debido a la inclusión de iones electrolíticos en ellos.

Las sales de litio todavía se utilizan aquí como base química del electrolito. Sin embargo, están ubicados en un espaciador de polímero correspondiente que se encuentra entre el cátodo y el ánodo. Gracias a esto, las baterías de polímero de litio se pueden fabricar en cualquier forma arbitraria. Se pueden colocar en varios lugares inaccesibles, lo que abre nuevas posibilidades para los fabricantes de productos electrónicos.

Solicitud

Las baterías de polímero de litio se utilizan cada vez más. Estas baterías pueden aumentar significativamente el tiempo de funcionamiento del dispositivo al tiempo que reducen el peso de la batería. Gracias a esto, es posible obtener un portador de energía que será varias veces mayor en capacidad. Se logrará un rendimiento aún mejor con baterías de descarga rápida. Por lo tanto, estas baterías se convierten en una excelente opción para los modelos de aviones y helicópteros controlados por radio, incluidos otros dispositivos controlados por radio.

Solicitud Li-Pol Las baterías recargables permiten reducir el peso de la batería y aumentar el período de funcionamiento de los dispositivos. Las baterías de polímero de litio han demostrado su eficacia en pequeños helicópteros como el Piccolo. Dichos dispositivos pueden volar con dichas baterías durante 30 minutos o más. Estos elementos son una buena opción para pequeñas estructuras voladoras.

Las baterías típicas de polímero de litio se utilizan como fuentes de alimentación necesarias para dispositivos electrónicos que consumen relativamente poca corriente. Pueden ser computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, etc. Las baterías de descarga rápida se utilizan en dispositivos donde se requiere un alto consumo de corriente. Se utilizan baterías similares en herramientas eléctricas portátiles modernas y dispositivos controlados por radio.

Limitaciones de uso

Estas baterías serán ampliamente utilizadas en la industria automotriz en el futuro. Hoy en día se utilizan para crear nuevas tecnologías y probar vehículos eléctricos. Sin embargo, existen ciertas limitaciones que impiden el uso de estas baterías en todas partes.

• Las baterías de polímero de litio requieren un modo de carga especial. En principio, no es difícil, pero no se puede utilizar lo habitual para ello. Esto se debe al hecho de que se distinguen por un riesgo de incendio durante el período de descarga excesiva. Para combatir este fenómeno, todas estas baterías tienen un sistema electrónico que evita la descarga excesiva y el sobrecalentamiento.
• Si se utiliza incorrectamente la batería de polímero de litio, puede provocar un incendio.
• No se debe utilizar una batería de polímero de litio inmediatamente después de la carga. Primero, debe enfriarse a temperatura ambiente. De lo contrario, la batería podría dañarse.
• Cortocircuito inadmisible.
• No se permite la despresurización de la batería.
• Descarga de la batería por debajo de 3 voltios.
• No caliente a más de 60 grados.
• Las baterías no deben exponerse a microondas o presión. Esto puede provocar la aparición de humo, fuego y consecuencias más graves.
• Es necesario proteger la batería de daños y golpes. Una fuerte tensión mecánica puede provocar la interrupción de la estructura interna.

Sin embargo, estas desventajas no impiden su uso en una amplia variedad de áreas. En el futuro, todas estas deficiencias se corregirán con la introducción de nuevas tecnologías y desarrollos.

Las ventajas de las baterías de polímero de litio.

• Densidad energética bastante alta.
• Pequeño parámetro de autodescarga.
• No hay efecto memoria.
• Las baterías de polímero de litio son algo superiores a las de litio en cuanto a capacidad de batería y duración de uso.
• Fabricación de baterías con un grosor de solo un milímetro.
• Aplicaciones en un rango de temperatura bastante amplio: de menos 20 a más 40 grados Celsius.
• La capacidad de dar forma a la batería en diferentes formas.
• Pequeña caída de voltaje durante la descarga.

Las tecnologías de producción de baterías no se detienen y gradualmente las baterías de Ni-Cd (níquel-cadmio) y Ni-MH (níquel-hidruro metálico) están siendo reemplazadas en el mercado por baterías basadas en tecnologías de litio. Las baterías de polímero de litio (Li-Po) y de iones de litio (Li-ion) se utilizan cada vez más como fuente de energía en varios dispositivos electrónicos

Litio- Metal blanco plateado, blando y dúctil, más duro que el sodio, pero más blando que el plomo. ¡El litio es el metal más ligero del mundo! Su densidad es de 0,543 g / cm 3. Se puede procesar presionando y enrollando. Los depósitos de litio se encuentran en Rusia, Argentina, México, Afganistán, Chile, Estados Unidos, Canadá, Brasil, España, Suecia, China, Australia, Zimbabwe y Congo.

Una excursión a la historia

Los primeros experimentos para crear baterías de litio comenzaron en 1912, pero solo seis décadas después, a principios de los 70, se introdujeron por primera vez en los dispositivos domésticos. Además, enfatizo, estas eran exactamente las baterías. Los intentos posteriores de desarrollar baterías de litio (baterías recargables) no han tenido éxito debido a problemas de seguridad. El litio, el más ligero de todos los metales, tiene el mayor potencial electroquímico y proporciona la mayor densidad de energía. Las baterías que utilizan electrodos de metal de litio se caracterizan por su alto voltaje y su excelente capacidad. Pero como resultado de numerosos estudios en los años 80, se encontró que el funcionamiento cíclico (carga - descarga) de las baterías de litio conduce a cambios en el electrodo de litio, como resultado de lo cual la estabilidad térmica disminuye y existe una amenaza de la temperatura térmica. estado fuera de control. Cuando esto sucede, la temperatura de la celda se acerca rápidamente al punto de fusión del litio y comienza una reacción violenta que enciende los gases que se liberan. Por ejemplo, una gran cantidad de baterías de litio para teléfonos móviles enviadas a Japón en 1991 fueron retiradas del mercado después de varios incidentes de incendio.

Debido a la inestabilidad inherente al litio, los investigadores volvieron sus ojos hacia baterías de litio no metálicas basadas en iones de litio. Habiendo perdido un poco con la densidad de energía y tomando algunas precauciones al cargar y descargar, obtuvieron las llamadas baterías de iones de litio (Li-ion) más seguras.

La densidad de energía de las baterías de iones de litio suele ser varias veces superior a la de las baterías estándar de NiCd y NiMH. Gracias al uso de nuevos materiales activos, esta superioridad aumenta cada año. Además de la gran capacidad, la batería de iones de litio, cuando se descarga, se comporta de manera similar a las baterías de níquel (la forma de sus características de descarga es similar y solo difiere en el voltaje).

Hoy en día hay muchas variedades de baterías de iones de litio, y puede hablar durante mucho tiempo sobre las ventajas y desventajas de un tipo u otro, pero es imposible distinguirlas por su apariencia. Por lo tanto, notamos solo aquellas ventajas y desventajas que son inherentes a todos los tipos de estos dispositivos, y consideramos las razones que causaron el nacimiento de las baterías de polímero de litio (Li-Po).

La batería de iones de litio era buena para todos, pero los problemas para garantizar la seguridad de su funcionamiento y el alto costo llevaron a los científicos a crear una batería de polímero de litio (Li-pol o Li-po).

Su principal diferencia con el Li-ion se refleja en el nombre y radica en el tipo de electrolito utilizado. Inicialmente, en los años 70, se utilizaba un electrolito de polímero sólido seco, similar a una película plástica y no conductora de corriente eléctrica, pero que permitía el intercambio de iones (átomos cargados eléctricamente o grupos de átomos). El electrolito de polímero en realidad reemplaza al separador poroso impregnado de electrolito tradicional, gracias al cual tienen una carcasa de plástico flexible, son más livianos, más eficientes en corriente y pueden usarse como baterías de energía para dispositivos con potentes motores eléctricos.

Este diseño simplifica el proceso de fabricación, mejora la seguridad y permite la producción de baterías delgadas y de forma libre. El grosor mínimo de un elemento es de aproximadamente un milímetro, por lo que los diseñadores de equipos son libres de elegir la forma, la forma y el tamaño, hasta incrustarlo en fragmentos de ropa.

Ventajas principales

• Las baterías de iones de litio y de polímero de litio, con el mismo peso, superan a las baterías de níquel (NiCd y Ni-MH) en capacidad de energía
• Baja autodescarga
• Alto voltaje de una sola celda (3.6-3.7V versus 1.2V-1.4 para NiCd y NiMH), lo que simplifica el diseño; a menudo, la batería consta de una sola celda. Muchos fabricantes usan una batería de una sola celda en varios dispositivos electrónicos compactos (teléfonos celulares, comunicadores, navegadores, etc.)
• Espesor de elementos desde 1 mm
• La capacidad de conseguir formas muy flexibles.

desventajas

• Una batería es susceptible al envejecimiento, incluso cuando no está en uso y simplemente está en el estante. Por razones obvias, los fabricantes guardan silencio sobre este problema. El reloj empieza a correr desde el momento en que se fabrican las baterías en fábrica, y la disminución de capacidad es el resultado de un aumento de la resistencia interna, que a su vez es provocada por la oxidación del electrolito. Como resultado, la resistencia interna alcanzará un nivel en el que la batería ya no podrá liberar la energía almacenada, aunque haya suficiente en la batería. Después de dos o tres años, a menudo se vuelve inutilizable.
• Mayor costo en comparación con las baterías de NiCd y Ni-MH
• Cuando se utilizan baterías de polímero de litio, siempre existe el riesgo de ignición, que puede ocurrir debido a un cortocircuito en los contactos, a una carga incorrecta o daños mecánicos a la batería. Dado que la temperatura de combustión del litio es muy alta (varios miles de grados), puede encender objetos cercanos y provocar un incendio.

Características principales de las baterías Li-Po

Como se mencionó anteriormente, las baterías de polímero de litio con el mismo peso superan varias veces a las baterías de NiCd y Ni-MH en capacidad de energía. La vida útil de las baterías Li-Po modernas, por regla general, no supera los 400-500 ciclos de carga y descarga. A modo de comparación, la vida útil de las baterías de Ni-MH modernas con baja autodescarga es de 1000-1500 ciclos.

Las tecnologías para la producción de baterías de litio no se detienen y las cifras anteriores pueden perder su relevancia en cualquier momento, porque Los fabricantes de baterías aumentan cada mes sus características mediante la introducción de nuevos procesos tecnológicos para su producción.

De toda la variedad de baterías de polímero de litio disponibles en el mercado, se pueden distinguir dos grupos principales: descarga rápida(Hola descarga) y ordinario... Se diferencian entre sí por la corriente de descarga máxima: se indica en amperios o en unidades de capacidad de la batería, indicadas por la letra "C".

Aplicaciones de las baterías Li-Po

El uso de baterías Li-Po le permite resolver dos problemas importantes: aumentar el tiempo de funcionamiento de los dispositivos y reducir el peso de la batería.

Convencional Las baterías Li-Po se utilizan como fuentes de alimentación en dispositivos electrónicos con un consumo de corriente relativamente bajo (teléfonos móviles, comunicadores, portátiles, etc.).

Descarga rápida Las baterías de polímero de litio a menudo se denominan " poder»- estas baterías se utilizan para alimentar dispositivos con alto consumo de corriente. Un ejemplo sorprendente del uso de baterías Li-Po "energéticas" son los modelos controlados por radio con motores eléctricos y los automóviles híbridos modernos. Es en este segmento de mercado donde tiene lugar la principal competencia entre varios fabricantes de baterías Li-Po.

La única área donde las baterías de polímero de litio siguen siendo inferiores a las de níquel es el área de corrientes de descarga súper altas (40-50 ° C). Por el precio en términos de capacidad, las baterías de polímero de litio cuestan aproximadamente lo mismo que las baterías de NiMH. Pero en este segmento de mercado, ya han aparecido competidores: (Li-Fe), cuya tecnología de producción se desarrolla todos los días.

Carga de baterías Li-Po

La mayoría de las baterías Li-Po se cargan de acuerdo con un algoritmo bastante simple: desde una fuente de voltaje constante de 4.20V / celda con una limitación de corriente de 1C (algunos modelos de baterías Li-Po de energía moderna permiten que se carguen con una corriente de 5C ). La carga se considera completa cuando la corriente cae a 0.1-0.2C. Antes de cambiar al modo de estabilización de voltaje a una corriente de 1C, la batería gana aproximadamente un 70-80% de su capacidad. Se tarda entre 1 y 2 horas en cargarse por completo. Se imponen requisitos bastante estrictos al cargador para la precisión de mantener el voltaje al final de la carga; no me importa 0.01 V / lata.
De los cargadores en el mercado, se pueden distinguir dos tipos principales: cargadores simples, que no son cargadores de "computadora" en la categoría de precio de $ 10-40, diseñados solo para baterías de litio, y cargadores universales en la categoría de precio de $ 80-400, diseñados para Servicio de baterías de varios tipos.

Los primeros, por regla general, solo tienen una indicación LED de la carga, el número de latas y la corriente en ellas se establecen mediante puentes o conectando la batería a varios conectores en el cargador. La ventaja de estos cargadores es su bajo precio. El principal inconveniente es que algunos de estos dispositivos no saben cómo determinar correctamente el final de la carga. Determinan solo el momento de transición del modo de estabilización de corriente al modo de estabilización de voltaje, que es aproximadamente el 70-80% de la capacidad.

El segundo grupo de cargadores tiene posibilidades mucho más amplias, como regla, todos muestran el voltaje, la corriente y la capacidad en mAh, que la batería "tomó" durante el proceso de carga, lo que le permite determinar con mayor precisión cuánto es la batería. cargado. Cuando se usa un cargador, lo más importante es configurar correctamente la cantidad requerida de latas en la batería y la corriente de carga en el cargador, que generalmente es de 1C.

Manipulación y precauciones de la batería Li-Po

Es seguro decir que las baterías de polímero de litio son las más "delicadas" de las existentes, es decir. requieren la observancia obligatoria de varias reglas simples. Vamos a enumerarlos en orden decreciente de peligro:

1. Sobrecarga de la batería: cargue hasta un voltaje superior a 4,20 V por celda
2. Cortocircuito de la batería
3. Descarga por corrientes que exceden la capacidad de carga o que provocan un calentamiento de la batería Li-Po por encima de 60 ° С
4. Descarga por debajo de 3 V de voltaje por celda
5. Calentamiento de la batería por encima de 60 ° C
6. Despresurización de la batería
7. Almacenamiento descargado

El incumplimiento de los tres primeros puntos conduce a un incendio, todos los demás, a una pérdida total o parcial de capacidad

De todo lo dicho se pueden extraer las siguientes conclusiones:

• Para evitar un incendio, debe tener un cargador normal y configurar correctamente la cantidad de latas cargadas en él
• También es necesario utilizar conectores que excluyan la posibilidad de un cortocircuito de la batería y controlen la corriente consumida por el dispositivo en el que está instalada la batería Li-Po.
• Debe asegurarse de que su dispositivo electrónico, en el que está instalada la batería, no se sobrecaliente. A + 70 ° C, comienza una "reacción en cadena" en la batería, que convierte la energía almacenada en calor, la batería literalmente se propaga, prendiendo fuego a todo lo que pueda arder.
• Si cierra una batería casi descargada, entonces no habrá fuego, se "morirá" silenciosa y pacíficamente debido a la sobredescarga.
• Controle el voltaje al final de la descarga de la batería y asegúrese de desconectarla después de su uso.
• La despresurización también es la razón del fallo de las baterías de litio. El aire no debe entrar en el elemento. Esto puede suceder cuando la bolsa protectora exterior está dañada (la batería está sellada en una bolsa como un tubo termorretráctil) como resultado de un golpe, o daño con un objeto afilado, o cuando el terminal de la batería se sobrecalienta durante la soldadura. Conclusión: no se caiga desde una gran altura y suelde con cuidado
• De acuerdo con las recomendaciones del fabricante, las baterías de almacenamiento deben cargarse al 50-70%, preferiblemente en un lugar fresco, a una temperatura que no exceda los 30 ° C. El almacenamiento en estado descargado tendrá un efecto negativo en la vida útil. Como todas las baterías, el polímero de litio tiene una ligera autodescarga.

Montaje de baterías Li-Po

Para obtener baterías con una salida de corriente alta o de gran capacidad, se utiliza la conexión en paralelo de baterías. Si compra una batería lista para usar, al marcar puede averiguar cuántas latas hay y cómo están conectadas. La letra P (paralelo) después del número indica el número de bancos conectados en paralelo y S (serie) - en serie. Por ejemplo, "Kokam 1500 3S2P" se refiere a una batería conectada en serie con tres pares de baterías, y cada par está formado por dos baterías de 1500 mAh conectadas en paralelo, es decir, la capacidad de la batería será de 3000 mAh (cuando se conecta en paralelo, la capacidad aumentará) y el voltaje será de 3,7 V x 3 = 11,1 V.

Si compra baterías por separado, entonces antes de conectarlas a una batería, debe igualar sus potenciales, especialmente para la opción de conexión en paralelo, ya que en este caso un banco comenzará a cargar otro y la corriente de carga puede superar los 1C. Es aconsejable descargar todos los bancos comprados a 3V con una corriente de aproximadamente 0.1-0.2C antes de conectarlos. La tensión debe controlarse con un voltímetro digital con una precisión de al menos 0,5%. Esto garantizará un rendimiento confiable de la batería en el futuro.

La ecualización potencial (balanceo) también es deseable que se lleve a cabo incluso en baterías de marca ya ensambladas antes de su primera carga, ya que muchas empresas que ensamblan celdas en una batería no las balancean antes del ensamblaje.

Debido a la caída de capacidad como resultado de la operación, en ningún caso se deben agregar nuevos bancos secuencialmente a los antiguos; la batería se desequilibrará al mismo tiempo.

Por supuesto, también es imposible conectar baterías de capacidades diferentes, incluso cercanas, por ejemplo, 1800 y 2000 mAh en una batería, así como usar baterías de diferentes fabricantes en una batería, ya que una resistencia interna diferente conducirá a un desequilibrio. en la batería.

Se debe tener cuidado al soldar, no se debe permitir el sobrecalentamiento de los cables; esto puede romper el sellado y "matar" permanentemente la batería que aún no ha funcionado. Algunas baterías Li-Po vienen con piezas de una placa de circuito impreso textolita ya soldadas a los terminales para facilitar el cableado. Al mismo tiempo, se agrega peso adicional, aproximadamente 1 g por elemento, pero puede llevar mucho más tiempo calentar los lugares para soldar los cables: la fibra de vidrio conduce mal el calor. Los cables con conectores deben fijarse a la caja de la batería, al menos con cinta, para no arrancarlos accidentalmente cuando se conectan repetidamente al cargador.

Matices del uso de baterías Li-Po

Daré algunos ejemplos más útiles que se derivan de lo dicho anteriormente, pero no son obvios a primera vista ...

Durante el funcionamiento prolongado de la batería, sus celdas se desequilibran debido a la pequeña dispersión inicial de capacidades: algunos bancos "envejecen" antes que otros y pierden su capacidad más rápidamente. Con más latas en la batería, el proceso es más rápido. Esto implica la siguiente regla: es necesario controlar la capacidad de cada celda de la batería.

Si se encuentra una batería en el conjunto, cuya capacidad difiere de otros elementos en más de un 15-20%, se recomienda abandonar el uso de todo el conjunto, o de las baterías restantes para soldar la batería con un número menor. de células.

Los cargadores modernos tienen equilibradores integrados que le permiten cargar todas las celdas de una batería por separado y bajo un control estricto. Si el cargador no está equipado con un equilibrador, debe comprarse por separado y es recomendable cargar las baterías con él.

Un balanceador externo es una pequeña placa conectada a cada banco, que contiene resistencias pull-up, un circuito de control y un LED que indica que el voltaje en un banco dado ha alcanzado 4.17-4.19V. Cuando se excede la tensión en un elemento separado del umbral de 4,17 V, el equilibrador cierra parte de la corriente "a sí mismo", evitando que la tensión supere el umbral crítico.

Debe agregarse que el equilibrador no evita la sobredescarga de algunas celdas en una batería desequilibrada, solo sirve para proteger contra daños a las celdas durante la carga y como un medio para determinar las celdas "malas" en la batería.

Lo anterior se aplica a las baterías compuestas de tres celdas o más; para las baterías de dos celdas, por regla general, no se utilizan equilibradores.

Según numerosas revisiones, la descarga de baterías de litio a un voltaje de 2,7-2,8 V tiene un efecto más perjudicial sobre la capacidad que, por ejemplo, la sobrecarga a un voltaje de 4,4 V. Es especialmente dañino almacenar la batería en un estado de descarga excesiva.

Existe la opinión de que las baterías de polímero de litio no pueden funcionar a temperaturas bajo cero. De hecho, las características técnicas de las baterías indican el rango de funcionamiento de 0-50 ° C (a 0 ° C, se retiene el 80% de la capacidad de la batería). Sin embargo, es posible usar baterías Li-Po a temperaturas negativas, alrededor de -10 ... -15 ° С. El hecho es que no necesita congelar la batería antes de usarla; póngala en su bolsillo, donde esté caliente. Y en el proceso de uso, la generación de calor interno en la batería resulta ser una propiedad útil en este momento, evitando que la batería se congele. Por supuesto, el rendimiento de la batería será ligeramente más bajo que a temperaturas normales.

Conclusión

Dado el ritmo al que avanza el progreso tecnológico en el campo de la electroquímica, se puede suponer que el futuro pertenece a las tecnologías de almacenamiento de energía de litio, si las pilas de combustible no se ponen al día. Espera y verás…

El artículo utiliza materiales de artículos de Sergei Potupchik y Vladimir Vasiliev.

¿Cuál es la diferencia entre una batería de polímero de litio y una batería iónica?

La inmensa mayoría de las personas en los países desarrollados tiene teléfonos móviles, tabletas y computadoras portátiles. Cuando compras un dispositivo en una tienda, lo más probable es que ni siquiera pienses en el tipo de batería que tiene. Y esto no es de extrañar. La tecnología avanza rápidamente, incluso en la industria de las baterías. No hace mucho tiempo, las baterías de Ni─Cd se usaban en la electrónica móvil, que luego fueron reemplazadas por Ni─MH. Luego vino el ion de litio, que rápidamente conquistó el mercado de dispositivos portátiles. Y ahora están siendo exprimidos por baterías de polímero de litio. En algún momento, el usuario comienza a pensar en qué tipo de batería recargable tiene. ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas? En esta publicación, intentaremos comprender cuál es la diferencia entre una batería de polímero de litio y una batería de iones de litio.

Hace tiempo que se trabaja en la creación de baterías que utilizan litio. Pero las primeras copias viables para electrodomésticos aparecieron solo en los años 70 del siglo pasado. Pero entonces estos eran modelos imperfectos con electrodos hechos de litio metálico. Y el funcionamiento de tales baterías es problemático en términos de seguridad. Hubo muchos problemas sin resolver con el proceso de carga y descarga de dichas baterías.

El hecho es que el metal de litio es muy activo y tiene un alto potencial electroquímico. Su uso en baterías puede aumentar significativamente la densidad de energía. Las baterías recargables con electrodos de metal Li, que fueron las primeras en desarrollarse, tienen alto voltaje y gran capacidad. Sin embargo, el funcionamiento continuo de dicha batería en un modo de carga y descarga hace que cambie el electrodo de litio.

Esto conduce al hecho de que se altera la estabilidad de funcionamiento y existe una amenaza de ignición debido a una reacción incontrolada en la batería. La celda de la batería se calienta rápidamente y cuando la temperatura sube hasta el punto de fusión del litio, se produce una reacción violenta con la ignición. Relacionado con esto estuvo el retiro del mercado de las primeras baterías de tipo litio en la electrónica de consumo a principios de los 90.

Como resultado, los científicos comenzaron a desarrollar baterías basadas en iones de litio. Debido a que fue necesario abandonar el uso de litio metálico, la densidad de energía disminuyó ligeramente. Pero por otro lado, los problemas de seguridad se solucionaron durante el funcionamiento de la batería. Estas nuevas baterías se denominan baterías de iones de litio.

La densidad de energía de las baterías de iones de litio es 2-3 veces (dependiendo de los materiales utilizados) más alta que la de. Cuando se descarga Li─Ion, las baterías muestran características similares a las de Ni─Cd. Lo único que son inferiores a ellos es trabajar con corrientes de descarga ultra altas (más de 10C). Hasta la fecha, ya se han lanzado muchas modificaciones diferentes de las baterías de iones de litio.

Se diferencian en el material utilizado como cátodo, factor de forma y en algunos otros parámetros. Se caracterizan únicamente por el diseño, que incluye electrodos sumergidos en un electrolito líquido que contiene iones de litio. Esta celda de batería está encerrada en una funda de metal sellada (acero, aluminio). Las baterías de iones de litio tienen una placa de circuito impreso llamada controlador para controlar los procesos de carga y descarga.

Para completar la imagen de las baterías de iones de litio, considere sus ventajas y desventajas.

Ventajas de Li─Ion

• Pequeña autodescarga;
• Alta densidad y capacidad energética en comparación con las alcalinas;
• Una celda de la batería tiene un voltaje de aproximadamente 3,7 voltios. Para cadmio e hidruro metálico, este valor es de 1,2 voltios. Esto le permite simplificar significativamente el diseño. Los teléfonos, por ejemplo, usan baterías con una sola lata;
• No hay efecto memoria, lo que significa que se simplifica el mantenimiento de la batería.

Desventajas de Li─Ion

• Se requiere controlador. Esta es una placa de circuito impreso que monitorea el voltaje de la celda o celdas de la batería, si hay varias. La placa también controla la corriente máxima de descarga y, en algunos casos, la temperatura de la lata. El funcionamiento seguro de una batería de iones de litio es imposible sin un controlador;
• La degradación del sistema de iones de litio continúa incluso durante el almacenamiento. Es decir, después de un año, la capacidad de la batería disminuye significativamente, incluso si no se usa. Las baterías de otros tipos (alcalinas, de plomo-ácido) también se degradan gradualmente durante el almacenamiento, pero esto es menos pronunciado en ellas;
• El precio del ion de litio es más alto que el del cadmio o.

Las capacidades de la tecnología de iones de litio no se han desarrollado completamente. Por ello, constantemente aparecen nuevas baterías, donde se solucionan ciertos problemas de este tipo de batería. Para obtener más información sobre qué es, lea el artículo en el enlace especificado.

Batería Li─Pol

Debido a problemas de seguridad durante la carga y descarga de las baterías de iones de litio, se inició un mayor desarrollo de modificaciones de estas baterías. Como resultado, se han desarrollado baterías de polímero de litio. Su diferencia de iónico en el electrolito usado. Cabe decir que los primeros desarrollos en esta dirección se llevaron a cabo simultáneamente con la tecnología Li─Ion. En el siglo pasado, se utilizó por primera vez un electrolito seco de un polímero sólido. En apariencia, parece una película de plástico. Este polímero no es conductor, pero no interfiere con el intercambio iónico, que implica el movimiento de átomos cargados o grupos de ellos. Además del contenido de electrolito en él, el polímero también actúa como un separador poroso entre los electrodos.

El nuevo diseño ha mejorado la seguridad y ha simplificado la fabricación de baterías. Y lo que es aún más importante, las baterías de polímero de litio se pueden producir en casi cualquier forma y con un grosor muy pequeño (hasta 1 milímetro). Esto permite que varios dispositivos alimentados por baterías recargables Li─Pol se hagan delgados, compactos y elegantes. Algunas baterías de polímero de litio incluso se pueden coser a la ropa.

Naturalmente, también hay desventajas. En particular, las baterías de celda seca Li─Pol tienen baja conductividad eléctrica a temperatura ambiente. Esto se debe al hecho de que a esta temperatura su resistencia interna es alta, lo que impide el suministro de la corriente de descarga necesaria para el funcionamiento de la electrónica portátil.

Si calienta una batería de polímero de litio a 60 grados Celsius, la conductividad aumenta. Está claro que esto no es adecuado para su uso en teléfonos o tabletas. Sin embargo, las baterías de polímero seco han encontrado su nicho en el mercado. Se utilizan como fuentes de alimentación de respaldo en condiciones de alta temperatura. Hay opciones cuando se instalan elementos calefactores para proporcionar la temperatura requerida para el funcionamiento normal de la batería.

Hay un punto más importante que vale la pena aclarar aquí. Seguro que todo el mundo ha visto que las baterías marcadas Li─Pol se han utilizado en smartphones, tablets y portátiles durante mucho tiempo. Estas son baterías híbridas de polímero de litio, por así decirlo. Son un cruce entre Li─Ion y baterías de polímero seco. Los fabricantes de baterías de polímero de litio utilizan una sustancia similar a un gel con iones de litio como electrolito.

Entonces, casi todas las baterías de polímero de litio en los dispositivos móviles modernos usan un electrolito similar a un gel. Por diseño, son un híbrido de baterías iónicas y de polímero. ¿Cuál es la diferencia entre baterías iónicas y de polímero con electrolito en gel? Sus parámetros electroquímicos básicos son aproximadamente los mismos. La diferencia entre estas baterías híbridas es que utilizan un electrolito sólido en lugar de un separador poroso. Él, como se mencionó anteriormente, también actúa como un separador poroso. Se usa un electrolito gelificado para aumentar la conductividad de los iones.

Las baterías de polímero de litio son cada vez más populares en el mercado y son el futuro. Al menos en el segmento de electrodomésticos y electrónica de consumo. Pero si bien su implementación no es muy activa. Algunos expertos del mercado atribuyen esto al hecho de que se ha invertido demasiado dinero en el desarrollo de baterías de iones de litio. Y los inversores solo quieren "recuperar" el dinero invertido. lee el enlace.