Հարցրեք ինքներդ ձեզ. «Ի՞նչ ընտրել՝ Li-Ion կամ Li-Po մարտկոց»: Մենք ձեզ մանրամասն կպատմենք, թե որն է այս երկու տեսակի մարտկոցների տարբերությունը։

Ինչպես բոլորս գիտենք, շարժական լիցքավորիչի հզորությունը ավելինկախված է սարքի ներսում մարտկոցների որակից: Վրա ժամանակակից շուկաԴյուրակիր լիցքավորիչների արտադրության մեջ օգտագործվում են երկու տեսակի մարտկոցներ՝ Li-Ion և Li-Po մարտկոցներ:

Li-Ion կամ Li-Po. Ո՞րն է տարբերությունը և ինչ ընտրել

Օգտատերերի համար դյուրակիր լիցքավորիչների հետ կապված հաճախ տրվող հարցերից մեկն այն է, թե որն է տարբերությունը Li-Ion և Li-Po մարտկոցների միջև, ինչպես նաև, թե որն է ավելի լավը: Եկեք պարզենք այն:

Ի՞նչ է Li-Ion-ը և Li-Po-ն:

Li-Ion-ը կարճ է՝ լիթիումի իոն, իսկ Li-Po-ն՝ լիթիումի պոլիմեր։ «Իոնային» և «պոլիմերային» վերջավորությունները կաթոդի ցուցիչ են: Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցը կազմված է պոլիմերային կաթոդից և պինդ էլեկտրոլիտից, իսկ լիթիում-իոնային մարտկոցը կազմված է ածխածնից և հեղուկ էլեկտրոլիտից։ Երկու մարտկոցներն էլ վերալիցքավորվում են, և հետո, այս կամ այն ​​կերպ, երկուսն էլ կատարում են նույն գործառույթը։ Ընդհանուր առմամբ, լիթիում-իոնային մարտկոցները ավելի հին են, քան լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները, բայց դրանք դեռ լայնորեն օգտագործվում են ցածր գնի և ցածր սպասարկման պատճառով: սպասարկում. Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները համարվում են ավելի առաջադեմ, բարելավված կատարողականությամբ՝ ավելին ապահովելու համար բարձր մակարդականվտանգություն, հետևաբար, նման մարտկոցները ավելի թանկ են, քան լիթիում-իոնը:

Li-Ion մարտկոցների բազմաթիվ կոնֆիգուրացիաներ կան: Դյուրակիր լիցքավորիչների համար ամենատարածված լիթիում-իոնային մարտկոցներն են 18650 մարտկոցները՝ 18 մմ տրամագծով և 65 մմ երկարությամբ, որոնցում 0-ը նշանակում է գլանաձև կոնֆիգուրացիա: Դյուրակիր լիցքավորիչների ավելի քան 60%-ը պատրաստված է 18650 մարտկոցի բջիջներից: Նման բջիջների չափն ու քաշը հեշտությամբ թույլ է տալիս դրանք օգտագործել բազմաթիվ սարքերում: էլեկտրոնային սարքեր. Արտադրական տեխնոլոգիաները նույնպես չեն կանգնում։

Քանի որ սպառողներն ավելի ու ավելի են պահանջում ավելի թեթև, ավելի կոմպակտ շարժական լիցքավորիչներ, սահմանափակումները, որոնք իրենց հետ բերում են լիթիում-իոնային մարտկոցները, ավելի ու ավելի ակնհայտ են դառնում: Այսպիսով, արտադրողներն անցնում են նոր շարժական լիցքավորիչների համար ավելի թեթև, հարթ, մոդուլային լիթիումի պոլիմերային մարտկոցների արտադրությանը: Ավելին, լիթիումի պոլիմերային մարտկոցներպայթյունի վտանգի տակ չեն, և, հետևաբար, այլևս կարիք չունեն տեղադրվելու շարժական լիցքավորիչների մեջ պաշտպանիչ շերտ, մինչդեռ Li-ion 18650 մարտկոցների մեծ մասը պետք է տեղադրվի միայն պաշտպանությամբ:

Եկեք ամփոփենք լիթիումի իոնի և լիթիումի պոլիմերի տարբերությունների մասին տեղեկատվությունը աղյուսակի տեսքով։

ԿԱՐԵՎՈՐ մասեր	Li-Ion	LiPo
Էներգիայի խտություն	Բարձր	Ցածր, ավելի քիչ ցիկլերով, համեմատած Li-Ion-ի հետ
Բազմակողմանիություն	Ցածր	Բարձր, արտադրողները կապված չեն բջջային ստանդարտ ձևաչափի հետ
Քաշը	Մի քիչ ավելի ծանր	Թոքեր
Տարողություն	Ստորև	Li-Po մարտկոցի նույն ծավալը գրեթե երկու անգամ ավելի մեծ է, քան Li-Ion-ը
Կյանքի ցիկլ	Մեծ	Մեծ
Պայթուցիկություն	Ավելի բարձր	Ավելի մտածված անվտանգությունը նվազեցնում է գերլիցքավորման, ինչպես նաև էլեկտրոլիտի արտահոսքի վտանգը
Լիցքավորման ժամանակը	Մի քիչ երկար	ավելի կարճ
մաշվածություն	Ամեն ամիս կորցնում է արդյունավետության 0,1%-ից պակաս	Ավելի դանդաղ, քան Li-Ion մարտկոցները
Գին	Ավելի էժան	Ավելի թանկ

Երկու տեսակի մարտկոցների բոլոր առավելությունները, թերությունները և բնութագրերը ուսումնասիրելուց հետո կարող եք համոզվել, որ նրանց միջև ուժեղ մրցակցություն չկա: Թեև լիթիում-իոնային մարտկոցն ավելի բարակ և սլացիկ է, լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն էներգիայի ավելի բարձր խտություն, և այնուհետև դրանք շատ ավելի էժան են արտադրվում:

Հետեւաբար, մի շրջվեք հատուկ ուշադրությունմարտկոցի տեսակի վրա, պարզապես ընտրեք ֆիրմային շարժական Լիցքավորիչորը համապատասխանում է ձեր պահանջներին: Ի վերջո, այս մարտկոցներին շատ քիմիական նյութեր են ավելացվում, ուստի մնում է պարզել, թե որոնք են ամենաերկարը կծառայեն:

Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները ներկայացնում են աշխարհահռչակ լիթիումի իոնային մարտկոցների առաջադեմ դիզայնը: Նախատեսվում է, որ այս սարքերը շուտով ամբողջությամբ կհեռացնեն նիկել-մետաղական հիդրիդը և նիկել-կադմիումը շուկայից: կուտակիչներ. Լիթիումի պոլիմերային բջիջները ավելի ու ավելի են օգտագործվում էլեկտրոնային սարքերի լայն տեսականիում՝ որպես էներգիայի աղբյուր: Նույն քաշով դրանք մի քանի անգամ ավելի էներգաարդյունավետ են, քան նիկել-մետաղական հիդրիդը և նիկել-կադմիումային նմուշները:

Հնարավոր է, լիթիում-պոլիմերային բջիջները կարժենան ավելի քիչ, քան լիթիում-իոնային մարտկոցները: Այնուամենայնիվ, վրա այս պահինդրանք դեռ բավականին թանկ են։ Այս պահին դրանց արտադրությամբ միայն մի քանի խոշոր ընկերություններ են զբաղվում։ Դիզայնով դրանք նման են լիթիում-իոնային բջիջներին, սակայն օգտագործում են հելիումի էլեկտրոլիտ։ Արդյունքում դրանք տարբերվում են լիցքաթափման ցածր հոսանքով, էներգիայի զգալի խտությամբ, լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերի զգալի քանակով։ Նրանց ձևը կարող է շատ տարբեր լինել, և նրանք իրենք են առանձնանում իրենց թեթև քաշով և կոմպակտությամբ:

Տեսակներ

Այս պահին լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները կարող են լինել մի քանի տեսակի, որոնք տարբերվում են էլեկտրոլիտի կառուցվածքով.

• Տարրեր, որոնք ունեն գելանման համասեռ էլեկտրոլիտ , որը ստեղծվում է բաղադրության մեջ լիթիումի պոլիմերային աղերի ներմուծմամբ։
• Տարրեր, որոնք ունեն չոր պոլիմերային էլեկտրոլիտ . Այս տեսակը արտադրվում է պոլիէթիլենային օքսիդի հիման վրա՝ օգտագործելով մի շարք լիթիումի աղեր:
• Ունենալով պոլիմերային մատրիցային էլեկտրոլիտ ունենալով միկրոծակոտկեն կառուցվածք։ Այն պարունակում է լիթիումի աղերի ոչ ջրային բաղադրիչներ։

Պոլիմերային բջիջում հեղուկ էլեկտրոլիտ օգտագործելու պատճառով դրանց գործառնական անվտանգությունը մեծության կարգով բարձր է: Ավելին, դրանք կարող են պատրաստվել տարբեր ձևերև կոնֆիգուրացիա:

Որոշ լիթիումի պոլիմերային բջիջներ պատրաստված են մետաղական պոլիմերից: Սակայն ցածր ջերմաստիճաններում նման մարտկոցների պարամետրերը զգալիորեն կրճատվում են պոլիմերի բյուրեղացման պատճառով:

Կան պոլիմերային մարտկոցների մշակումներ, որտեղ օգտագործվում է մետաղական անոդ: Որոշ ընկերությունների հաջողվել է ձեռք բերել աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայքի և հոսանքի խտության զգալի ընդլայնում: Նմանատիպ մարտկոցներ կարող են օգտագործվել տարբեր կենցաղային տեխնիկայի և էլեկտրոնիկայի մեջ:

Այնուամենայնիվ, տարբեր արտադրողներ օգտագործում են տարբեր նյութերէլեկտրոդներ, էլեկտրոլիտի կառուցվածք և հավաքման տեխնոլոգիա: Արդյունքում, արտադրված մարտկոցները կարող են ամբողջությամբ ունենալ տարբեր տարբերակներ. Բայց նման մարտկոցներ արտադրող բոլոր ընկերությունները նշում են, որ լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների աշխատանքի կայունությունը ապահովում է պոլիմերից էլեկտրոլիտի միատեսակությունը: Սա, իր հերթին, կախված է բաղադրիչների քանակից, ինչպես նաև պոլիմերացման ջերմաստիճանից։

Արդեն արտադրվում են մարտկոցների տարբերակներ՝ ընդամենը 1 միլիմետր հաստությամբ։ Դրա շնորհիվ արտադրողները կարող են արտադրել շատ կոմպակտ շարժական սարքեր:

Նաև առևտրային հասանելի լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները բաժանվում են.

• Սովորական.
• Արագ-բիթ.

Սարք

Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները աշխատում են մի շարք պոլիմերային բջիջներ կիսահաղորդչային նյութեր տեղափոխելու սկզբունքով, պայմանով, որ դրանց մեջ ներառված են էլեկտրոլիտի իոնները։ Արդյունքը հաղորդունակության զգալի աճ է: Ըստ սարքի՝ այս մարտկոցներն առանձնանում են էլեկտրոլիտիկ բաղադրությամբ։

Պոլիմերային տեխնոլոգիայի էությունն այն է, որ էլեկտրոլիտը կիրառվում է պլաստիկ ֆիլմի վրա: Այն թույլ չի տալիս էլեկտրահաղորդումը, բայց թույլ է տալիս փոխանակել իոնները։ Այլ կերպ ասած, պոլիմերային էլեկտրոլիտը փոխարինում է հեղուկ էլեկտրոլիտով ներծծված ստանդարտ ծակոտկեն բաժանարարին: Չոր պոլիմերային կառուցվածքի շնորհիվ հնարավոր է ապահովել 1 մմ կարգի բջիջների նվազագույն հաստություն, անվտանգ կիրառություն և արտադրության հեշտություն: Այս դիզայնի շնորհիվ մշակողները հնարավորություն ունեն նման մարտկոցներ ներմուծել կոշիկների, հագուստի, մանրանկարչական սարքավորումների և այլ սարքերի մեջ։

Բայց չոր պոլիմերային մարտկոցն ունի թերություններ պոլիմերների հաղորդունակության և ներքին դիմադրության նվազման տեսքով, ինչը անընդունելի է մի շարք հզորների համար: շարժական սարքեր. Փոքր պոլիմերային մարտկոցը ավելի զարգացած դարձնելու համար էլեկտրոլիտին ավելացվում է գելային բջիջների որոշակի տոկոս: Մեծ մասըԱռևտրային մարտկոցները, որոնք ներկայումս օգտագործվում են բջջային հեռախոսներում, պոլիմերի և գելի հիբրիդներ են: Հիբրիդային մարտկոցները ներկայումս ամենատարածվածն են:

Գործողության սկզբունքը

Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները ունեն լիթիում-իոնային մարտկոցների նման գործողության սկզբունք, այսինքն՝ նրանք աշխատում են շրջելիությամբ։ քիմիական ռեակցիա. Այստեղ անոդը ածխածնից պատրաստված նյութ է, որտեղ ներմուծվում են լիթիումի իոններ։ Կաթոդում օգտագործվում են վանադիումի, մանգանի կամ կոբալտի օքսիդներ։ Նման մարտկոցի աշխատանքը հիմնված է պոլիմերների՝ դրանց մեջ էլեկտրոլիտիկ իոնների ընդգրկման շնորհիվ կիսահաղորդչային վիճակի անցնելու ունակության վրա։

Լիթիումի աղերը դեռ օգտագործվում են այստեղ որպես էլեկտրոլիտի քիմիական հիմք։ Այնուամենայնիվ, դրանք գտնվում են համապատասխան պոլիմերային միջակայքում, որը գտնվում է կաթոդի և անոդի միջև: Դրա շնորհիվ լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները կարող են պատրաստվել ցանկացած կամայական ձևով: Դրանք կարող են տեղադրվել տարբեր անհասանելի վայրերում, ինչը նոր հնարավորություններ է բացում էլեկտրոնիկա արտադրողների համար։

Դիմում

Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները ավելի ու ավելի են օգտագործվում։ Նման մարտկոցները կարող են զգալիորեն մեծացնել սարքի շահագործման ժամանակը մարտկոցի կրճատված քաշով: Սրա շնորհիվ կարելի է ձեռք բերել էներգակիր, որը հզորությամբ մի քանի անգամ ավելի մեծ կլինի։ Արագ լիցքաթափվող մարտկոցներ օգտագործելիս կապահովվի նույնիսկ ավելի մեծ կատարողականություն: Ուստի նման մարտկոցները հիանալի տարբերակ են ինքնաթիռների և ուղղաթիռների ռադիոկառավարվող մոդելների, այդ թվում՝ ռադիոկառավարվող այլ սարքերի համար։

Դիմում Լի-Պոլմարտկոցը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել մարտկոցի քաշը և մեծացնել սարքերի շահագործման ժամկետը: Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները լավ են աշխատում ուղղաթիռների կիրառման մեջ փոքր չափսօրինակ՝ Պիկոլոն։ Նման սարքերն ընդունակ են նման մարտկոցներով թռչել 30 րոպե կամ ավելի։ Այս տարրերն են լավ տարբերակփոքր թռչող կառույցների համար.

Որպես սնուցման աղբյուր օգտագործվում են սովորական լիթիումի պոլիմերային մարտկոցներ, որոնք անհրաժեշտ են համեմատաբար քիչ հոսանք քաշող էլեկտրոնային սարքերի համար: Դա կարող է լինել դյուրակիր համակարգիչներ, սմարթֆոններ և այլն։ Արագ լիցքաթափվող մարտկոցները օգտագործվում են այն սարքերում, որտեղ մեծ հոսանքի սպառում է պահանջվում: Նմանատիպ մարտկոցներ օգտագործվում են ժամանակակից, շարժական էլեկտրական գործիքներում և ռադիոկառավարվող սարքերում:

Կիրառման սահմանափակումներ

Այս մարտկոցներն ապագայում լայնորեն կկիրառվեն ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ։ Այսօր դրանք օգտագործվում են նոր տեխնոլոգիաներ ստեղծելու և էլեկտրական մեքենաների փորձարկման համար։ Այնուամենայնիվ, կան որոշակի սահմանափակումներ, որոնք խոչընդոտում են այս մարտկոցների օգտագործումը ամենուր:

• Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցները պահանջում են լիցքավորման հատուկ ռեժիմ։ Սկզբունքորեն, դա դժվար չէ, բայց սովորականը չի կարող օգտագործվել դրա համար: Դա պայմանավորված է նրանով, որ դրանք առանձնանում են հրդեհի վտանգի պատճառով գերլցման ժամանակահատվածում: Այս երեւույթի դեմ պայքարելու համար բոլոր նման մարտկոցներն ունեն էլեկտրոնային համակարգորոնք կանխում են ավելորդ լիցքաթափումը և գերտաքացումը:
• Եթե ​​լիթիումի պոլիմերային մարտկոցը սխալ օգտագործվի, դա կարող է հրդեհի պատճառ դառնալ:
• Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցը չպետք է օգտագործվի լիցքավորումից անմիջապես հետո: Սկզբից այն պետք է սառչի մինչև շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը: Հակառակ դեպքում մարտկոցը կարող է ձախողվել:
• Կարճ միացում չի թույլատրվում:
• Մարտկոցի ճնշումը չի թույլատրվում:
• Մարտկոցի լիցքաթափումը 3 վոլտից ցածր:
• Մի տաքացրեք 60 աստիճանից բարձր:
• Մարտկոցները չպետք է ենթարկվեն միկրոալիքային վառարանների կամ ճնշման: Սա կարող է հանգեցնել ծխի, հրդեհի և ավելի լուրջ հետևանքների:
• Անհրաժեշտ է մարտկոցը պաշտպանել վնասից և ցնցումից: Ուժեղ մեխանիկական ազդեցությունը կարող է հանգեցնել ներքին կառուցվածքի խախտման:

Այնուամենայնիվ, այս թերությունները չեն խանգարում դրանց կիրառմանը տարբեր ոլորտներում: Հետագայում այս բոլոր թերությունները կփոխհատուցվեն նոր տեխնոլոգիաների և զարգացումների ներդրմամբ:

Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցների առավելությունները

• Բավականին բարձր էներգիայի խտություն:
• Ինքնալիցքաթափման փոքր պարամետր:
• Հիշողության էֆեկտ չկա:
• Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները որոշ չափով գերազանցում են լիթիումի նմանակներին մարտկոցի հզորությամբ և օգտագործման տևողությամբ:
• Ընդամենը մեկ միլիմետր հաստությամբ մարտկոցների արտադրություն։
• Դիմումներ բավականին լայն ջերմաստիճանի միջակայքում՝ մինուս 20-ից մինչև պլյուս 40 աստիճան Ցելսիուս:
• Մարտկոցին այլ ձև տալու ունակություն:
• Լիցքաթափման ժամանակ լարման փոքր անկում:

Մարտկոցների տեխնոլոգիան չի կանգնում և աստիճանաբար Ni-Cd (նիկել-կադմիում) և Ni-MH (նիկել-մետաղական հիդրիդ) մարտկոցները փոխարինվում են շուկայում լիթիումի տեխնոլոգիայի վրա հիմնված մարտկոցներով: Լիթիում-պոլիմերային (Li-Po) և լիթիում-իոնային (Li-ion) մարտկոցները ավելի ու ավելի են օգտագործվում տարբեր էլեկտրոնային սարքերում որպես ընթացիկ աղբյուր:

Լիթիում- արծաթ-սպիտակ, փափուկ և ճկուն մետաղ, ավելի կոշտ, քան նատրիումը, բայց ավելի փափուկ, քան կապարը: Լիթիումը աշխարհի ամենաթեթև մետաղն է: Դրա խտությունը 0,543 գ/սմ 3 է։ Այն կարելի է մշակել սեղմելով և գլորելով։ Լիթիումի հանքավայրեր կան Ռուսաստանում, Արգենտինայում, Մեքսիկայում, Աֆղանստանում, Չիլիում, ԱՄՆ-ում, Կանադայում, Բրազիլիայում, Իսպանիայում, Շվեդիայում, Չինաստանում, Ավստրալիայում, Զիմբաբվեում և Կոնգոյում։

Էքսկուրսիա դեպի պատմություն

Լիթիումային մարտկոցների ստեղծման առաջին փորձերը սկսվել են 1912 թվականին, սակայն միայն վեց տասնամյակ անց՝ 70-ականների սկզբին, դրանք առաջին անգամ ներդրվել են կենցաղային սարքերում։ Եվ, շեշտում եմ, միայն մարտկոցներն էին։ Լիթիումային մարտկոցներ (վերալիցքավորվող մարտկոցներ) մշակելու հետագա փորձերը անհաջող էին դրանց շահագործման անվտանգության ապահովման հետ կապված խնդիրների պատճառով: Լիթիումը, որը բոլոր մետաղներից ամենաթեթևն է, ունի ամենաբարձր էլեկտրաքիմիական ներուժը և ապահովում է էներգիայի ամենաբարձր խտությունը: Լիթիումի մետաղական էլեկտրոդներ օգտագործող մարտկոցները բնութագրվում են բարձր լարման և գերազանց հզորությամբ: Բայց 80-ականների բազմաթիվ ուսումնասիրությունների արդյունքում պարզվեց, որ ցիկլային աշխատանքը (լիցքավորում - լիցքաթափում) լիթիումի մարտկոցներհանգեցնում է լիթիումի էլեկտրոդի փոփոխությունների, ինչի արդյունքում ջերմային կայունությունը նվազում է և ելքի վտանգ կա. ջերմային վիճակդուրս է եկել հսկողությունից. Երբ դա տեղի է ունենում, բջջի ջերմաստիճանը արագորեն մոտենում է լիթիումի հալման կետին, և սկսվում է կատաղի ռեակցիա՝ բռնկելով արձակված գազերը: Օրինակ, մեծ թվով 1991 թվականին Ճապոնիա առաքված բջջային հեռախոսների լիթիումային մարտկոցները հետ են կանչվել մի քանի բռնկումներից հետո:

Լիթիումի բնորոշ անկայունության պատճառով հետազոտողները իրենց ուշադրությունը դարձրել են լիթիումի իոնների վրա հիմնված ոչ մետաղական լիթիումային մարտկոցների վրա։ Մի փոքր կորցնելով էներգիայի խտությունը և որոշ նախազգուշական միջոցներ ձեռնարկելով լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ՝ նրանք ստացան ավելի անվտանգ, այսպես կոչված, լիթիում-իոն (Li-ion) մարտկոցներ:

Էներգիայի խտություն Li-ion մարտկոցներսովորաբար մի քանի անգամ գերազանցում է ստանդարտ NiCd և NiMH մարտկոցների խտությունը: Նոր ակտիվ նյութերի կիրառման շնորհիվ այս գերազանցությունը տարեցտարի ավելանում է։ Բացի մեծ հզորությունից, Li-ion մարտկոցը լիցքաթափելիս վարվում է նիկելային մարտկոցների նման (դրանց լիցքաթափման բնութագրերի ձևը նման է և տարբերվում է միայն լարմամբ):

Այսօր կան Li-ion մարտկոցների բազմաթիվ տեսակներ, և դուք կարող եք երկար խոսել այս կամ այն ​​տեսակի առավելությունների և թերությունների մասին, բայց դրանք առանձնացնել ըստ նրանց. տեսքըանհնարին. Հետևաբար, մենք նշում ենք միայն այն առավելություններն ու թերությունները, որոնք բնորոշ են այս սարքերի բոլոր տեսակներին և հաշվի ենք առնում այն ​​պատճառները, որոնք հանգեցրել են լիթիում-պոլիմերային (Li-Po) մարտկոցների ծնունդին:

Li-ion մարտկոցը լավ էր բոլորի համար, բայց դրա շահագործման անվտանգության ապահովման հետ կապված խնդիրները և բարձր արժեքը գիտնականներին ստիպեցին ստեղծել լիթիում-պոլիմերային մարտկոց (Li-pol կամ Li-po):

Նրանց հիմնական տարբերությունը Li-ion-ից արտացոլված է անվանման մեջ և կայանում է օգտագործվող էլեկտրոլիտի տեսակի մեջ: Սկզբում, 70-ականներին, օգտագործվել է չոր պինդ պոլիմերային էլեկտրոլիտ, որը նման է պլաստիկ թաղանթին և ոչ հաղորդիչ: էլեկտրաէներգիա, բայց թույլ տալով իոնների փոխանակում (էլեկտրական լիցքավորված ատոմներ կամ ատոմների խմբեր): Պոլիմերային էլեկտրոլիտը իրականում փոխարինում է էլեկտրոլիտով ներծծված ավանդական ծակոտկեն բաժանարարին, որի շնորհիվ նրանք ունեն ճկուն պլաստիկ պատյան, ունեն ավելի քիչ քաշ, բարձր հոսանքի ելք և կարող են օգտագործվել որպես հզոր էլեկտրական շարժիչներով սարքերի էներգիայի մարտկոցներ:

Այս դիզայնը հեշտացնում է արտադրության գործընթացը, ավելի ապահով է և թույլ է տալիս արտադրել բարակ, ազատ ձևի մարտկոցներ: Տարրի նվազագույն հաստությունը մոտ մեկ միլիմետր է, այնպես որ սարքավորումների դիզայներներն ազատ են ընտրելու ձևը, ձևը և չափը, ընդհուպ մինչև հագուստի բեկորների մեջ ներառելը:

Հիմնական առավելությունները

• Միևնույն քաշով լիթիում-իոնային և լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները էներգիայի ինտենսիվությամբ գերազանցում են նիկելի (NiCd և Ni-MH) մարտկոցներին
• Ցածր ինքնաբացարկ
• Մեկ բջջի բարձր լարում (3.6-3.7V-ի դիմաց 1.2V-1.4-ի դիմաց NiCd-ի և NiMH-ի համար), ինչը հեշտացնում է դիզայնը. հաճախ մարտկոցը բաղկացած է միայն մեկ բջիջից: Շատ արտադրողներ օգտագործում են տարբեր կոմպակտ էլեկտրոնային սարքեր ( Բջջային հեռախոսներ, հաղորդակցիչներ, նավիգատորներ և այլն) հենց այդպիսի միաբջիջ մարտկոց
• Տարրերի հաստությունը 1 մմ-ից
• Շատ ճկուն ձևեր ստանալու հնարավորություն

Թերություններ

• Մարտկոցը ենթակա է ծերացման, նույնիսկ եթե այն չի օգտագործվում և պարզապես նստում է դարակի վրա: Հասկանալի պատճառներով արտադրողները լռում են այս խնդրի մասին։ Ժամացույցը սկսում է տկտկացնել այն պահից, երբ մարտկոցները արտադրվում են գործարանում, իսկ հզորության նվազումը ներքին դիմադրության բարձրացման արդյունք է, որն իր հերթին առաջանում է էլեկտրոլիտի օքսիդացումից։ Արդյունքում ներքին դիմադրությունը կհասնի մի մակարդակի, երբ մարտկոցն այլևս չի կարողանա մատակարարել կուտակված էներգիան, թեև մարտկոցում այն ​​բավականաչափ կլինի, երկու-երեք տարի հետո այն հաճախ դառնում է անօգտագործելի:
• Ավելի բարձր արժեք, քան NiCd և Ni-MH մարտկոցները
• Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցներ օգտագործելիս միշտ կա դրանց բռնկման վտանգ, որը կարող է առաջանալ շփման փակման, սխալ լիցքավորման կամ մարտկոցի մեխանիկական վնասվածքի պատճառով: Քանի որ լիթիումի այրման ջերմաստիճանը շատ բարձր է (մի քանի հազար աստիճան), այն կարող է բռնկվել մոտակա առարկաները և հրդեհ առաջացնել։

Li-Po մարտկոցների հիմնական բնութագրերը

Ինչպես նշվեց վերևում, նույն քաշով լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները էներգիայի սպառման առումով մի քանի անգամ գերազանցում են NiCd և Ni-MH մարտկոցները: Ժամանակակից Li-Po մարտկոցների ծառայության ժամկետը, որպես կանոն, չի գերազանցում 400-500 լիցքաթափման ցիկլը։ Համեմատության համար նշենք, որ ցածր ինքնալիցքաթափմամբ ժամանակակից Ni-MH մարտկոցների կյանքը 1000-1500 ցիկլ է:

Լիթիումային մարտկոցների արտադրության տեխնոլոգիաները չեն կանգնում, և վերը նշված թվերը ցանկացած պահի կարող են կորցնել իրենց արդիականությունը, քանի որ. մարտկոցների արտադրողներն ամեն ամիս ավելացնում են իրենց բնութագրերը՝ նորերի ներդրման միջոցով տեխնոլոգիական գործընթացներդրանց արտադրությունը։

Առևտրային հասանելի լիթիումի պոլիմերային մարտկոցների բազմազանությունից կարելի է առանձնացնել երկու հիմնական խումբ. արագ լիցքաթափում(Բարև լիցքաթափում) և սովորական. Նրանք միմյանցից տարբերվում են լիցքաթափման առավելագույն հոսանքով. այն նշվում է կամ ամպերով կամ մարտկոցի հզորության միավորներով, որոնք նշվում են «C» տառով:

Li-Po մարտկոցների կիրառման ոլորտները

Li-Po մարտկոցների օգտագործումը թույլ է տալիս լուծել երկուսը կարևոր առաջադրանքներ— բարձրացնել սարքերի շահագործման ժամանակը և նվազեցնել մարտկոցի քաշը

Սովորական Li-Po մարտկոցները օգտագործվում են որպես էներգիայի աղբյուրներ համեմատաբար ցածր ընթացիկ սպառում ունեցող էլեկտրոնային սարքերում ( Բջջային հեռախոսներ, կոմունիկատորներ, դյուրակիր համակարգիչներ և այլն)։

Արագ լիցքաթափումԼիթիումի պոլիմերային մարտկոցները հաճախ կոչվում են « ուժ«- նման մարտկոցներն օգտագործվում են մեծ հոսանքի սպառում ունեցող սարքերը սնուցելու համար։ Վառ օրինակ«Հզոր» Li-Po մարտկոցների կիրառումը ռադիոկառավարվող մոդելներն են՝ էլեկտրական շարժիչներով և ժամանակակից հիբրիդային մեքենաներով: Հենց այս շուկայի հատվածում է հիմնական մրցակցային պայքար Li-Po մարտկոցների տարբեր արտադրողներ:

Միակ տարածքը, որտեղ մինչ այժմ լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները զիջում են նիկելային մարտկոցներին, դա գերբարձր (40-50C) լիցքաթափման հոսանքների տարածքն է: Գների առումով, հզորության առումով, լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների արժեքը մոտավորապես նույնն է, ինչ NiMH-ը: Բայց շուկայի այս հատվածում արդեն հայտնվել են մրցակիցներ՝ (Li-Fe), որի արտադրության տեխնոլոգիան ամեն օր զարգանում է։

Li-Po մարտկոցների լիցքավորում

Li-Po մարտկոցների մեծ մասի լիցքավորումն իրականացվում է բավականին պարզ ալգորիթմի համաձայն՝ 4,20 Վ/բջջից մշտական ​​լարման աղբյուրից՝ 1C ընթացիկ սահմանաչափով (ժամանակակից հզոր Li-Po մարտկոցների որոշ մոդելներ թույլ են տալիս լիցքավորել դրանք հոսանքով։ 5C-ից): Լիցքավորումը համարվում է ավարտված, երբ հոսանքն իջնում ​​է մինչև 0,1-0,2C: Մինչև 1C հոսանքի դեպքում լարման կայունացման ռեժիմին անցնելը, մարտկոցը ստանում է իր հզորության մոտավորապես 70-80%-ը: Ամբողջական լիցքավորման համար պահանջվում է մոտ 1-2 ժամ: Լիցքավորիչը ենթակա է բավականին խիստ պահանջների՝ լիցքավորման վերջում լարման պահպանման ճշգրտության համար՝ ոչ ավելի, քան 0,01 Վ/բանկը:
Շուկայում առկա լիցքավորիչներից կարելի է առանձնացնել երկու հիմնական տեսակ՝ պարզ, ոչ համակարգչային լիցքավորիչներ 10-40$ գների միջակայքում, նախատեսված միայն լիթիումային մարտկոցների համար, և ունիվերսալ լիցքավորիչներ 80-400$ գների միջակայքում, որոնք նախատեսված են տարբեր տեսակների սպասարկման համար։ մարտկոցների մարտկոցներ.

Առաջինները, որպես կանոն, ունեն միայն լիցքավորման LED ցուցում, բանկաների քանակը և դրանցում հոսանքը սահմանվում են ցատկողներով կամ մարտկոցը լիցքավորիչի տարբեր միակցիչներին միացնելով: Նման լիցքավորիչների առավելությունն այն է ցածր գին. Հիմնական թերությունը- Այս սարքերից մի քանիսը չեն կարողանում ճիշտ որոշել լիցքավորման ավարտը: Նրանք որոշում են միայն ընթացիկ կայունացման ռեժիմից լարման կայունացման ռեժիմին անցնելու պահը, որը կազմում է հզորության մոտավորապես 70-80%-ը։

Լիցքավորիչների երկրորդ խումբն ունի շատ ավելի լայն հնարավորություններ, որպես կանոն, դրանք բոլորը ցույց են տալիս լարումը, հոսանքը և հզորությունը մԱհ-ով, որը մարտկոցը «ընդունել է» լիցքավորման ժամանակ, ինչը թույլ է տալիս ավելի ճշգրիտ որոշել, թե որքանով է լիցքավորված մարտկոցը: Լիցքավորիչ օգտագործելիս ամենակարևորը լիցքավորիչի վրա այն ճիշտ դնելն է ճիշտ գումարբանկա մարտկոցի մեջ և լիցքավորման հոսանքը, որը սովորաբար 1C է:

Li-Po մարտկոցի հետ աշխատելը և նախազգուշական միջոցները

Կարելի է վստահորեն ասել, որ լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները գոյություն ունեցողներից առավել «նուրբ» են, այսինքն. պահանջում են մի քանի պարզ կանոնների պահպանում. Մենք թվարկում ենք դրանք վտանգի նվազման կարգով.

1. Մարտկոցի լիցքավորում - լիցքավորեք մինչև 4,20 Վ-ից ավելի լարման մեկ բջջի համար
2. Մարտկոցի կարճ միացում
3. Բեռնատարողությունը գերազանցող հոսանքներով լիցքաթափում կամ հանգեցնում է Li-Po մարտկոցի տաքացմանը 60 ° C-ից բարձր
4. Մեկ բջջի համար 3 ​​Վ-ից ցածր լիցքաթափում
5. Մարտկոցի ջեռուցում 60ºС-ից բարձր
6. Մարտկոցի ճնշման իջեցում
7. Պահպանումը լիցքաթափված վիճակում

Առաջին երեք կետերին չհամապատասխանելը հանգեցնում է հրդեհի, մնացածը` հզորության ամբողջական կամ մասնակի կորստի:

Ասվածից կարելի է հետևյալ եզրակացությունները անել.

• Հրդեհից խուսափելու համար դուք պետք է ունենաք նորմալ լիցքավորիչ և դրա վրա ճիշտ սահմանեք լիցքավորված տարաների քանակը
• Դուք նաև պետք է օգտագործեք միակցիչներ, որոնք բացառում են հնարավորությունը կարճ միացումմարտկոցներ և վերահսկել սարքի կողմից սպառվող հոսանքը, որում տեղադրված է Li-Po մարտկոցը
• Դուք պետք է վստահ լինեք, որ ձեր էլեկտրոնային սարքը, որի մեջ տեղադրված է մարտկոցը, չի գերտաքանում: +70ºС-ում մարտկոցում սկսվում է «շղթայական ռեակցիա»՝ նրա կողմից կուտակված էներգիան վերածելով ջերմության, մարտկոցը բառացիորեն տարածվում է՝ հրկիզելով այն ամենը, ինչ կարող է այրվել։
• Եթե ​​փակեք գրեթե լիցքաթափված մարտկոցը, ապա հրդեհ չի լինի, այն հանգիստ և խաղաղ «կմեռնի» չափից ավելի լիցքաթափման պատճառով:
• Դիտեք լարումը մարտկոցի լիցքաթափման վերջում և անպայման անջատեք այն աշխատանքից հետո
• Լիթիումային մարտկոցների խափանման պատճառ է հանդիսանում նաև ճնշումը։ Օդը չպետք է ներթափանցի տարրի ներսում: Դա կարող է տեղի ունենալ, եթե արտաքին պաշտպանիչ պայուսակը վնասվել է (մարտկոցը փակված է տոպրակի մեջ, ինչպես ջերմասպառվող խողովակը) հարվածի հետևանքով, կամ եթե այն վնասվել է սուր առարկայից, կամ երբ ուժեղ գերտաքացումմարտկոցի տերմինալը զոդման ժամանակ: Եզրակացություն - մի ընկեք մեծ բարձրությունից և զգուշորեն զոդեք
• Արտադրողների առաջարկությունների համաձայն, մարտկոցները պետք է պահվեն 50-70% լիցքավորված վիճակում, նախընտրելի է զով տեղում, 30°C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում: Լիցքաթափված վիճակում պահելը բացասաբար է անդրադառնում ծառայության ժամկետի վրա: Ինչպես բոլոր մարտկոցները, լիթիումի պոլիմերային մարտկոցներն ունեն փոքր ինքնալիցքաթափում:

Li-Po մարտկոցների հավաքում

Բարձր հոսանքի հզորությամբ կամ մեծ հզորությամբ մարտկոցներ ձեռք բերելու համար օգտագործեք զուգահեռ կապմարտկոցներ. Եթե ​​դուք գնում եք պատրաստի մարտկոց, ապա նշելով կարող եք պարզել, թե քանի բանկա կա դրա մեջ և ինչպես են դրանք միացված։ Թվից հետո P տառը (զուգահեռ) ցույց է տալիս զուգահեռ միացված պահածոների քանակը, իսկ S (սերիական)՝ շարքով։ Օրինակ, «Kokam 1500 3S2P» վերաբերում է մարտկոցին, որը միացված է երեք զույգ մարտկոցների շարքով, և յուրաքանչյուր զույգ ձևավորվում է երկու 1500 մԱժ մարտկոցներով, որոնք միացված են զուգահեռաբար, այսինքն. մարտկոցի հզորությունը կկազմի 3000 mAh (երբ զուգահեռ միացված է, հզորությունը մեծանում է), իսկ լարումը 3.7V x 3 = 11.1V:

Եթե ​​մարտկոցները գնում եք առանձին, ապա դրանք մարտկոցին միացնելուց առաջ անհրաժեշտ է հավասարեցնել դրանց ներուժը, հատկապես տարբերակի համար. զուգահեռ կապ, քանի որ այս դեպքում մի բանկը կսկսի գանձել մյուսին և լիցքավորման հոսանքկարող է գերազանցել 1C-ը: Նախքան մոտ 0,1-0,2C հոսանք ունեցող 3Վ-ին միանալը, ցանկալի է լիցքաթափել բոլոր գնված բանկերը: Լարումը պետք է կառավարվի թվային վոլտմետրով՝ առնվազն 0,5% ճշգրտությամբ։ Սա ապագայում կապահովի մարտկոցի հուսալի աշխատանքը:

Ցանկալի է նաև պոտենցիալ հավասարեցում (հավասարակշռում) իրականացնել նույնիսկ արդեն հավաքված բրենդային մարտկոցների վրա՝ նախքան դրանց առաջին լիցքավորումը, քանի որ շատ ընկերություններ, որոնք տարրեր են հավաքում մարտկոցի մեջ, դրանք չեն հավասարակշռում հավաքելուց առաջ:

Շահագործման արդյունքում հզորության անկման պատճառով ոչ մի դեպքում չպետք է հաջորդաբար նոր բանկեր ավելացվեն հներին՝ մարտկոցն այս դեպքում անհավասարակշռված կլինի։

Իհարկե, անհնար է նաև մարտկոցի մեջ համատեղել տարբեր, նույնիսկ նմանատիպ հզորությունների մարտկոցներ, օրինակ՝ 1800 և 2000 մԱժ, ինչպես նաև օգտագործել տարբեր արտադրողների մարտկոցներ մեկ մարտկոցում, քանի որ տարբեր ներքին դիմադրությունը կհանգեցնի մարտկոցի անհավասարակշռության:

Զոդման ժամանակ զգույշ եղեք, որ լարերը չտաքացնեն. դա կարող է կոտրել կնիքը և ընդմիշտ «սպանել» դեռևս չաշխատած մարտկոցը: Որոշ Li-Po մարտկոցներ ունեն տեքստոլիտ տպագիր տպատախտակի կտորներ, որոնք արդեն զոդված են տերմինալներին՝ հեշտ լարերի միացման համար: Սա ավելացնում է ավելորդ քաշը- մոտ 1 գ մեկ տարրի համար, բայց հնարավոր է շատ ավելի երկար տաքացնել լարերի եռակցման տեղերը. ապակեպլաստե ապակեպլաստե ջերմությունը լավ չի անցկացնում: Միակցիչներով լարերը պետք է ամրացվեն մարտկոցի պատյանին, առնվազն կպչուն ժապավենով, որպեսզի դրանք պատահաբար չպոկվեն լիցքավորիչին մի քանի անգամ միացնելիս:

Li-Po մարտկոցների օգտագործման նրբությունները

Ես կտամ ևս մի քանի օգտակար օրինակներ, որոնք բխում են ավելի վաղ ասվածից, բայց առաջին հայացքից ոչ ակնհայտ ...

Մարտկոցի երկարատև աշխատանքի ընթացքում նրա տարրերը դառնում են անհավասարակշիռ՝ հզորությունների սկզբնական փոքր ցրման պատճառով. որոշ բանկեր «ծերանում» են մյուսներից ավելի շուտ և կորցնում են իրենց հզորությունը։ ժամը ավելինբանկա մարտկոցի մեջ գործընթացն ավելի արագ է ընթանում: Այստեղից հետևում է հաջորդ կանոնը — անհրաժեշտ է վերահսկել մարտկոցի յուրաքանչյուր բջիջի հզորությունը.

Եթե ​​մոնտաժում հայտնաբերվում է մարտկոց, որի հզորությունը այլ բջիջներից տարբերվում է ավելի քան 15-20%-ով, խորհուրդ է տրվում հրաժարվել ամբողջ հավաքույթի օգտագործումից կամ մարտկոցը զոդել մնացած մարտկոցներից ավելի փոքր քանակությամբ բջիջներով։ .

Ժամանակակից լիցքավորիչներն ունեն ներկառուցված բալանսավորիչներ (բալանսը), որոնք թույլ են տալիս մարտկոցի բոլոր տարրերը լիցքավորել առանձին՝ խիստ հսկողության ներքո։ Եթե ​​լիցքավորիչը հագեցած չէ հավասարակշռողով, ապա այն պետք է գնել առանձին և ցանկալի է լիցքավորել մարտկոցները դրա միջոցով։

Արտաքին հավասարակշռիչը փոքր տախտակ է, որը կապված է յուրաքանչյուր բանկի հետ, որը պարունակում է բեռնվածության դիմադրիչներ, կառավարման միացում և լուսադիոդ, որը ցույց է տալիս, որ այս ափի լարումը հասել է 4,17-4,19 Վ մակարդակի: Երբ առանձին տարրի վրա լարումը գերազանցում է 4,17 Վ-ի շեմը, հավասարակշռիչը փակում է հոսանքի մի մասը «իր վրա»՝ կանխելով լարման կրիտիկական շեմը գերազանցելը:

Ավելացնենք, որ հավասարակշռողը չի փրկում անհավասարակշիռ մարտկոցում որոշ տարաների չափից ավելի լիցքաթափումից, այն ծառայում է միայն լիցքավորման ժամանակ բջիջների վնասումից և մարտկոցի «վատ» բջիջները հայտնաբերելու միջոցից:

Վերոնշյալը վերաբերում է երեք և ավելի բջիջներից կազմված մարտկոցներին, երկբջջային մարտկոցների համար հավասարակշռողները, որպես կանոն, չեն օգտագործվում:

Բազմաթիվ ակնարկների համաձայն, լիթիումային մարտկոցների լիցքաթափումը 2,7-2,8 Վ լարման վրա ավելի վնասակար ազդեցություն ունի հզորության վրա, քան, օրինակ, 4,4 Վ լարման գերլարումը: Հատկապես վնասակար է մարտկոցը չափազանց լիցքաթափված վիճակում պահելը։

Կարծիք կա, որ լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները չեն կարող աշխատել ցածր ջերմաստիճաններում։ Իսկապես, մեջ տեխնիկական բնութագրերըմարտկոցներն ունեն 0-50°C աշխատանքային միջակայք (0°C-ում մարտկոցի հզորության 80%-ը պահպանվում է): Բայց, այնուամենայնիվ, հնարավոր է Li-Po մարտկոցներ օգտագործել ցածր ջերմաստիճանում, մոտ -10 ... -15 ° С: Բանն այն է, որ օգտագործելուց առաջ պետք չէ մարտկոցը սառեցնել՝ դրեք այն ձեր գրպանը, որտեղ տաք է: Իսկ օգտագործման գործընթացում մարտկոցի ներքին ջերմության առաջացումը տվյալ պահին է օգտակար հատկությունթույլ չտալով, որ մարտկոցը սառչի: Իհարկե, մարտկոցի թողունակությունը որոշ չափով ավելի ցածր կլինի, քան նորմալ ջերմաստիճանում:

Եզրակացություն

Հաշվի առնելով էլեկտրաքիմիայի ոլորտում տեխնոլոգիական առաջընթացի տեմպերը, կարելի է ենթադրել, որ ապագան պատկանում է լիթիումի էներգիայի պահպանման տեխնոլոգիաներին, եթե վառելիքի բջիջները չհասնեն դրանց: Սպասիր եւ տես…

Հոդվածում օգտագործվում են Սերգեյ Պոտուպչիկի և Վլադիմիր Վասիլևի հոդվածներից նյութեր

Ո՞րն է տարբերությունը լիթիումի պոլիմերային մարտկոցի և իոնային մարտկոցի միջև:

Բնակիչների ճնշող մեծամասնությունը զարգացած երկրներունենալ բջջային հեռախոսներ, պլանշետներ, նոթբուքեր: Երբ խանութից գաջեթ եք գնում, ամենայն հավանականությամբ չեք էլ մտածում դրա մարտկոցի տեսակի մասին: Եվ սա զարմանալի չէ։ Տեխնոլոգիան արագ զարգանում է, այդ թվում՝ մարտկոցների ոլորտում։ Ոչ վաղ անցյալում բջջային էլեկտրոնիկայի մեջ օգտագործվում էին Ni─Cd մարտկոցներ, որոնք հետագայում փոխարինեցին Ni─MH-ին: Հետո եկավ լիթիում-իոնը, որն արագորեն նվաճեց շարժական գաջեթների շուկան: Իսկ հիմա դրանք սեղմվում են լիթիում-պոլիմերային մարտկոցներով։ Ինչ-որ պահի օգտատերը սկսում է մտածել, թե ինչպիսի մարտկոց ունի: Որո՞նք են դրա առավելություններն ու թերությունները: Այս գրառման մեջ մենք կփորձենք հասկանալ, թե որն է տարբերությունը լիթիումի պոլիմերային մարտկոցի և լիթիումի իոնային մարտկոցի միջև:

Լիթիումի օգտագործմամբ մարտկոցների ստեղծման աշխատանքները երկար ժամանակ են ընթանում։ Բայց առաջին աշխատանքային օրինակները համար Կենցաղային տեխնիկահայտնվել է միայն 1970-ական թթ. Բայց այդ ժամանակ դրանք անկատար մոդելներ էին լիթիումի մետաղից պատրաստված էլեկտրոդներով: Իսկ նման մարտկոցների շահագործումը խնդրահարույց է անվտանգության առումով։ Շատ էին չլուծված հարցերնման մարտկոցների լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացի հետ:

Բանն այն է, որ մետաղական լիթիումը շատ ակտիվ է և ունի բարձր էլեկտրաքիմիական ներուժ: Դրա օգտագործումը մարտկոցներում կարող է զգալիորեն մեծացնել էներգիայի խտությունը։ Li մետաղական էլեկտրոդներով մարտկոցները, որոնք առաջինն են մշակվել, ունեն բարձր լարմանև մեծ հզորություն: Այնուամենայնիվ, նման մարտկոցի մշտական ​​շահագործումը լիցքավորման և լիցքաթափման ռեժիմում հանգեցնում է նրան, որ լիթիումի էլեկտրոդը փոխվում է:

Սա հանգեցնում է նրան, որ շահագործման կայունությունը խախտվում է, և մարտկոցի անվերահսկելի ռեակցիայի պատճառով բռնկման վտանգ կա: Մարտկոցի բջիջը արագ տաքանում է, և երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, որպեսզի հալվի լիթիումը, բռնկման հետ տեղի է ունենում կատաղի ռեակցիա: Սրա հետ կապված էին 1990-ականների սկզբին սպառողական էլեկտրոնիկայի առաջին լիթիումային մարտկոցների հետկանչները:

Արդյունքում գիտնականները սկսեցին Li իոնների հիման վրա մարտկոցներ մշակել։ Շնորհիվ այն բանի, որ անհրաժեշտ էր հրաժարվել մետաղական լիթիումի օգտագործումից, էներգիայի խտությունը որոշ չափով նվազել է: Բայց մյուս կողմից, մարտկոցի շահագործման ընթացքում անվտանգության հետ կապված խնդիրները լուծվեցին։ Այս նոր մարտկոցները կոչվում են լիթիում-իոն:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների էներգիայի խտությունը 2-3 անգամ (կախված օգտագործվող նյութերից) ավելի բարձր է, քան . Li─Ion մարտկոցները լիցքաթափելիս ցուցադրում են Ni─Cd-ի նման բնութագրեր: Միակ բանը, որով նրանք զիջում են նրանց, դա աշխատանքն է գերբարձր լիցքաթափման հոսանքների դեպքում (ավելի քան 10C):Մինչ օրս արդեն թողարկվել են լիթիում-իոնային մարտկոցների բազմաթիվ տարբեր փոփոխություններ:

Նրանք տարբերվում են որպես կաթոդ օգտագործվող նյութով, ձևի գործակից և որոշ այլ պարամետրերով: Նրանք եզակի բնութագրվում են դիզայնով, որը ներառում է էլեկտրոդներ, որոնք ընկղմված են լիթիումի իոններ պարունակող հեղուկ էլեկտրոլիտի մեջ: Այս մարտկոցի բջիջը տեղադրված է կնքված մետաղական պատյանում (պողպատ, ալյումին): Լիթիում-իոնային մարտկոցներում լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացները վերահսկելու համար կա տպագիր տպատախտակ, կանչեց վերահսկիչը:

Li─Ion մարտկոցների պատկերը լրացնելու համար դիտարկենք դրանց առավելություններն ու թերությունները:

Li-Ion-ի առավելությունները

• Փոքր ինքնահոսք;
• Բարձր էներգիայի խտություն և հզորություն՝ համեմատած ալկալային;
• Մարտկոցի մեկ բջիջն ունի մոտ 3,7 վոլտ լարում: Կադմիումի և մետաղի հիդրիդի համար այս արժեքը 1,2 վոլտ է: Սա մեծապես հեշտացնում է դիզայնը: Հեռախոսները, օրինակ, օգտագործում են մարտկոցներ, որոնք պարունակում են միայն մեկ բանկա;
• Հիշողության էֆեկտ չկա, ինչը նշանակում է, որ մարտկոցի սպասարկումը պարզեցված է:

Li-Ion-ի թերությունները

• Պահանջվում է վերահսկիչ: Սա տպագիր տպատախտակ է, որը վերահսկում է մարտկոցի բջիջի կամ բջիջների լարումը, եթե կան մի քանիսը: Տախտակը նաև վերահսկում է լիցքաթափման առավելագույն հոսանքը, իսկ որոշ դեպքերում՝ բանկայի ջերմաստիճանը: Անհնար է առանց վերահսկիչի անվտանգ շահագործումլիթիում-իոնային մարտկոց;
• Li─Ion համակարգի քայքայումը շարունակվում է նույնիսկ պահեստավորման ժամանակ: Այսինքն՝ մեկ տարի անց մարտկոցի հզորությունը զգալիորեն նվազում է, նույնիսկ եթե այն չի օգտագործվում։ Այլ տեսակի մարտկոցները (ալկալային, կապարաթթու) նույնպես աստիճանաբար քայքայվում են պահեստավորման ընթացքում, բայց դա նրանց համար ավելի քիչ է արտահայտված.
• Լիթիումի իոնի գինը ավելի բարձր է, քան կադմիումը կամ.

Լիթիում-իոնային տեխնոլոգիայի հնարավորությունները մինչեւ վերջ մշակված չեն։ Ուստի անընդհատ հայտնվում են նոր մարտկոցներ, որտեղ լուծվում են այս տեսակի մարտկոցների որոշակի խնդիրներ։ Կարդացեք ավելին այն մասին, թե ինչ է դա հոդվածում ներկայացված հղումով:

Li-Pol մարտկոց

Li─Ion մարտկոցների լիցքաթափման ժամանակ անվտանգության ապահովման հետ կապված խնդիրների պատճառով սկսեցին իրականացվել այդ մարտկոցների մոդիֆիկացիաների հետագա զարգացումները: Արդյունքում ստեղծվեցին լիթիում-պոլիմերային մարտկոցներ։ Նրանց տարբերությունը իոնայինից օգտագործվող էլեկտրոլիտում: Հարկ է նշել, որ այս ուղղությամբ առաջին զարգացումները իրականացվել են Li─Ion տեխնոլոգիայի հետ միաժամանակ։ Դեռ անցյալ դարում առաջին անգամ օգտագործվել է չոր պինդ պոլիմերային էլեկտրոլիտ։ Արտաքին տեսքով այն նման է պլաստիկ թաղանթի: Այս պոլիմերը հոսանք չի անցկացնում, բայց չի խանգարում իոնային փոխանակմանը, որը ներառում է լիցքավորված ատոմների կամ դրանց խմբերի շարժումը։ Բացի դրանում էլեկտրոլիտի պարունակությունից, պոլիմերը նաև գործում է որպես ծակոտկեն բաժանիչ էլեկտրոդների միջև:

Նոր դիզայնը բարելավում է անվտանգությունը և հեշտացնում մարտկոցի արտադրությունը: Եվ ավելի կարևոր է, որ լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները կարող են արտադրվել գրեթե ցանկացած ձևով և շատ փոքր հաստությամբ (մինչև 1 միլիմետր): Սա թույլ է տալիս անել տարբեր սարքերսնուցվում է Li─Pol վերալիցքավորվող մարտկոցներով՝ բարակ, կոմպակտ և խնամված: Որոշ լիթիումի պոլիմեր վերալիցքավորվող մարտկոցներկարելի է նույնիսկ հագուստի մեջ կարել:

Բնականաբար, կան նաև թերություններ. Մասնավորապես, Li─Pol չոր էլեկտրոլիտային մարտկոցները ունեն ցածր էլեկտրական հաղորդունակությունպայմաններում սենյակային ջերմաստիճան. Դա պայմանավորված է նրանով, որ այս ջերմաստիճանում նրանց ներքին դիմադրությունը մեծ է, ինչը խանգարում է շարժական էլեկտրոնիկայի շահագործման համար անհրաժեշտ լիցքաթափման հոսանքի ելքին:

Եթե ​​դուք տաքացնում եք լիթիումի պոլիմերային մարտկոցը մինչև 60 աստիճան Ցելսիուս, ապա հաղորդունակությունը մեծանում է: Հասկանալի է, որ սա հարմար չէ հեռախոսների կամ պլանշետների մեջ օգտագործելու համար: Այնուամենայնիվ, չոր պոլիմերային մարտկոցները գտել են իրենց տեղը շուկայում: Դրանք օգտագործվում են որպես պահեստային էներգիայի աղբյուրներ բարձր ջերմաստիճաններում: Կան տարբերակներ, երբ ջեռուցման տարրերը տեղադրվում են մարտկոցի բնականոն աշխատանքի համար անհրաժեշտ ջերմաստիճանը ապահովելու համար:

Այստեղ արժե ևս մեկ բացատրություն կարևոր կետ. Անշուշտ բոլորը տեսել են, որ Li─Pol մակնիշով մարտկոցները վաղուց օգտագործվել են սմարթֆոնների, պլանշետների և նոութբուքերի մեջ: Սրանք լիթիումի պոլիմերային մարտկոցներ են: հիբրիդային տեսակ, եթե կարող եմ այդպես ասել։ Դրանք Li─Ion-ի և չոր պոլիմերային մարտկոցների խաչմերուկ են: Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների արտադրողները որպես էլեկտրոլիտ օգտագործում են գելանման նյութ՝ լիթիումի իոններով:

Այսպիսով, ժամանակակից շարժական գաջեթների գրեթե բոլոր լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները օգտագործում են գելանման էլեկտրոլիտ: Դիզայնով դրանք իոնային և պոլիմերային մարտկոցների հիբրիդ են։ Ո՞րն է տարբերությունը գելանման էլեկտրոլիտով իոնային և պոլիմերային մարտկոցների միջև: Նրանց հիմնական էլեկտրաքիմիական պարամետրերը մոտավորապես նույնն են: Նման հիբրիդային մարտկոցների տարբերությունն այն է, որ դրանք ծակոտկեն բաժանարարի փոխարեն օգտագործում են ամուր էլեկտրոլիտ: Նա, ինչպես նշվեց վերևում, կատարում է նաև ծակոտկեն բաժանարարի դեր: Իսկ գելային վիճակում գտնվող էլեկտրոլիտն օգտագործվում է իոնների էլեկտրական հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար։

Շուկայում ավելի ու ավելի տարածված են դառնում լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները և ապագան են: Ըստ գոնե, կենցաղային տեխնիկայի և սպառողական էլեկտրոնիկայի հատվածում։ Բայց մինչ դրանց իրականացումն այնքան էլ ակտիվ չէ։ Շուկայի որոշ փորձագետներ դա կապում են այն բանի հետ, որ չափազանց մեծ գումար է ներդրվել Li─Ion մարտկոցների մշակման համար: Իսկ ներդրողները պարզապես ցանկանում են «վերագրավել» ներդրված գումարը։ կարդալ հղումը.