Îți pui întrebarea: „Ce să alegi: baterie Li-Ion sau Li-Po?” Vă vom spune în detaliu care este diferența dintre aceste două tipuri de baterii.

După cum știm cu toții, puterea unui încărcător portabil depinde în mare măsură de calitatea bateriilor din interiorul dispozitivului. Pe piața modernă, există două tipuri de baterii care sunt folosite pentru a produce încărcătoare portabile: celule de baterie Li-Ion și Li-Po.

Li-Ion sau Li-Po: Care este diferența și ce să alegeți

Pentru informarea utilizatorilor, una dintre întrebările frecvente referitoare la încărcătoarele portabile este: care este diferența dintre bateriile Li-Ion și Li-Po și, de asemenea, care este mai bună. Să ne dăm seama.

Ce sunt Li-Ion și Li-Po?

Li-Ion este prescurtare pentru ion de litiu și Li-Po este pentru polimer de litiu. Terminațiile „ionic” și „polimer” sunt indicații ale catodului. O baterie cu litiu-polimer este formată dintr-un catod polimer și un electrolit solid, în timp ce o baterie cu litiu-ion este alcătuită din carbon și un electrolit lichid. Ambele baterii sunt reîncărcabile și apoi, într-un sens sau altul, ambele îndeplinesc aceeași funcție. În general, bateriile litiu-ion sunt mai vechi decât litiu-polimer, dar sunt încă răspândite datorită costului redus și a întreținerii reduse. Bateriile cu litiu-polimer sunt considerate a fi mai avansate, cu caracteristici îmbunătățite, oferind un nivel mai ridicat de siguranță, prin urmare, astfel de baterii sunt mai scumpe decât bateriile litiu-ion.

Există multe configurații pentru bateriile Li-Ion. Cele mai comune baterii litiu-ion pentru încărcătoarele portabile sunt bateriile 18650 cu un diametru de 18 mm și o lungime de 65 mm, unde 0 înseamnă o configurație cilindrică. Peste 60% dintre încărcătoarele portabile sunt fabricate din celule de baterie 18650. Dimensiunea și greutatea acestor celule pot fi utilizate cu ușurință în multe dispozitive electronice. De asemenea, tehnologiile de fabricație nu stau pe loc.

Pe măsură ce cererea pentru încărcătoare portabile mai ușoare și mai compacte crește din ce în ce mai mult în rândul cumpărătorilor, limitările pe care le implică bateriile litiu-ion devin din ce în ce mai evidente. Prin urmare, producătorii se îndreaptă spre realizarea de baterii modulare cu polimer de litiu mai ușoare și mai plate pentru încărcătoare portabile noi. În plus, bateriile cu polimer litiu sunt mai puțin vulnerabile la explozie și, prin urmare, nu mai trebuie să construiască un strat protector în încărcătoarele portabile, în timp ce majoritatea bateriilor litiu-ion 18650 trebuie instalate doar cu un strat protector.

Să rezumăm diferențele dintre ionul de litiu și polimerul de litiu sub forma unui tabel.

Caracteristici cheie	Li-Ion	Li-Po
Densitatea energiei	Înalt	Scăzut, cu mai puține cicluri în comparație cu Li-Ion
Versatilitate	Scăzut	Înalt, producătorii nu sunt legați de un format de celule standard
Greutatea	Puțin mai greu	Plămânii
Capacitate	De mai jos	Același volum al bateriei Li-Po, aproape de două ori mai mult ca capacitate decât Li-Ion
Ciclu de viață	Mare	Mare
Pericol de explozie	Superior	Un design de siguranță mai bun reduce riscul de supraîncărcare, precum și de scurgeri de electroliți
Timp de incarcare	Puțin mai lung	mai scurt
Purta	Pierde mai puțin de 0,1% din eficacitatea sa în fiecare lună	Mai lent decât bateriile Li-Ion
Preț	Mai ieftin	Mai scump

După ce ați examinat toate avantajele, dezavantajele și caracteristicile celor două tipuri de baterii, vă puteți asigura că nu există o concurență puternică între ele. Deși bateriile cu litiu-ion sunt mai subțiri și mai elegante, bateriile cu litiu-ion au o densitate de energie mai mare și sunt mult mai ieftine de fabricat.

Prin urmare, nu acordați prea multă atenție tipului de baterie, alegeți doar un încărcător portabil de marcă care se potrivește nevoilor dumneavoastră. La urma urmei, la aceste baterii se adaugă multe substanțe chimice, așa că rămâne de văzut care dintre ele vor dura mai mult.

Bateriile cu litiu polimer reprezintă un design îmbunătățit al bateriilor litiu-ion de renume mondial. Este planificat ca aceste dispozitive să înlocuiască în curând dispozitivele cu nichel-metal-hidrură și nichel-cadmiu de pe piață. acumulatoare... Celulele cu polimer de litiu sunt din ce în ce mai folosite într-o mare varietate de dispozitive electronice ca sursă de energie. Cu aceeași greutate în ceea ce privește capacitatea energetică, acestea sunt de câteva ori superioare modelelor de nichel-metal-hidrură și nichel-cadmiu.

Potenţial, celulele cu litiu-polimer vor costa mai puţin decât bateriile cu litiu-ion. Cu toate acestea, în acest moment sunt încă destul de scumpe. În prezent, doar câteva firme mari sunt angajate în producția lor. Sunt similare ca design cu celulele litiu-ion, dar folosesc un electrolit de heliu. Ca rezultat, ele sunt eliberate de un curent de descărcare scăzut, densitate semnificativă de energie și un număr semnificativ de cicluri de încărcare și descărcare. Forma lor poate fi foarte diferită și ei înșiși se disting prin greutatea lor ușoară și compactitate.

Vizualizări

În prezent, bateriile cu litiu-polimer pot fi de mai multe tipuri, care diferă în structura electrolitului:

• Elemente având electrolit omogen asemănător gelului , care este creat prin introducerea în compoziție a sărurilor polimerice de litiu.
• Elemente având electrolit polimer uscat ... Acest tip este realizat pe baza de oxid de polietilenă folosind o varietate de săruri de litiu.
• Având electrolit cu matrice polimerică având o structură microporoasă. Conține componente neapoase ale sărurilor de litiu.

Datorită faptului că un electrolit lichid este utilizat într-o celulă polimerică, siguranța lor de funcționare este cu un ordin de mărime mai mare. În plus, ele pot fi fabricate în diverse forme și configurații.

Unele celule cu polimer de litiu sunt realizate din polimer metalic. Cu toate acestea, la temperaturi scăzute, parametrii unor astfel de baterii sunt reduse semnificativ datorită cristalizării polimerului.

Există evoluții în bateriile cu polimer în care se folosește un anod metalic. Unele companii au reușit să obțină o extindere semnificativă a intervalului de temperatură de funcționare și a densității de curent. Aceste tipuri de baterii pot fi utilizate în diverse aparate electrocasnice și electronice.

În același timp, diferiți producători folosesc diferite materiale pentru electrozi, structură electrolitică și tehnologie de asamblare. Ca urmare, bateriile fabricate pot avea parametri complet diferiți. Dar toate companiile producătoare de astfel de baterii observă că stabilitatea funcționării bateriilor litiu-polimer asigură uniformitatea electrolitului din polimer. Aceasta, la rândul său, depinde de numărul de componente, precum și de temperatura de polimerizare.

Există deja versiuni de baterii care au doar 1 milimetru grosime. Acest lucru permite producătorilor să producă dispozitive mobile foarte compacte.

De asemenea, bateriile cu litiu polimer care sunt disponibile comercial sunt împărțite în:

• Regulat.
• Descărcare rapidă.

Dispozitiv

Bateriile cu polimer de litiu funcționează pe principiul deplasării unui număr de elemente polimerice în substanțe semiconductoare, cu condiția ca în ele să fie incluși ioni de electroliți. Ca urmare, există o creștere semnificativă a conductibilității. Conform dispozitivului, aceste baterii sunt emise de o compoziție electrolitică.

Esența tehnologiei polimerilor este că electrolitul este aplicat pe o peliculă de plastic. Nu permite conducerea electricității, dar face posibilă schimbul de ioni. Cu alte cuvinte, electrolitul polimer înlocuiește separatorul poros convențional impregnat cu electrolit lichid. Datorită structurii polimerului uscat, este posibil să se asigure o grosime minimă a celulei de aproximativ 1 mm, siguranță în utilizare și ușurință în producție. Datorită acestui design, dezvoltatorii au posibilitatea de a integra astfel de baterii în pantofi, îmbrăcăminte, echipamente miniaturale și alte dispozitive.

Dar o baterie polimerică uscată are dezavantaje sub forma unei scăderi a conductibilității și a rezistenței interne a polimerilor, ceea ce este inacceptabil pentru o serie de dispozitive mobile puternice. Pentru a face bateria polimerică mică mai avansată, la electrolit se adaugă un anumit procent de celule gel. Majoritatea bateriilor comerciale utilizate în prezent în telefoanele mobile sunt hibrizi polimer-gel. Bateriile hibride sunt de departe cele mai populare.

Principiul de funcționare

Bateriile litiu-polimer au un principiu de acțiune asemănător celulelor litiu-ion, adică funcționează pe reversibilitatea unei reacții chimice. Aici, anodul este un material din carbon, în care sunt încorporați ioni de litiu. În catod se folosesc oxizi de vanadiu, mangan sau cobalt. Funcționarea unei astfel de baterii se bazează pe capacitatea polimerilor de a trece într-o stare semiconductivă datorită includerii ionilor electrolitici în ei.

Sărurile de litiu sunt încă folosite aici ca bază chimică a electrolitului. Cu toate acestea, ele sunt amplasate într-un distanțier polimeric corespunzător care este situat între catod și anod. Datorită acestui fapt, bateriile cu polimer de litiu pot fi fabricate în orice formă arbitrară. Acestea pot fi amplasate în diverse locuri inaccesibile, ceea ce deschide noi posibilități producătorilor de electronice.

Aplicație

Bateriile cu litiu polimer sunt din ce în ce mai folosite. Astfel de baterii pot crește semnificativ durata de funcționare a dispozitivului reducând în același timp greutatea bateriei. Datorită acestui fapt, este posibil să obțineți un purtător de energie care va avea o capacitate de câteva ori mai mare. Performanțe și mai bune vor fi obținute cu bateriile cu descărcare rapidă. Prin urmare, astfel de baterii devin o opțiune excelentă pentru modelele de avioane și elicoptere controlate radio, inclusiv pentru alte dispozitive controlate radio.

Aplicație Li-Pol bateriile reîncărcabile fac posibilă reducerea greutății bateriei și creșterea perioadei de funcționare a dispozitivelor. Bateriile cu litiu polimer și-au dovedit valoarea în elicoptere mici, cum ar fi Piccolo. Astfel de dispozitive sunt capabile să zboare cu astfel de baterii timp de 30 de minute sau mai mult. Aceste elemente sunt o opțiune bună pentru structurile zburătoare mici.

Bateriile tipice cu polimer de litiu sunt folosite ca surse de alimentare necesare pentru dispozitivele electronice care consumă relativ puțin curent. Acestea pot fi laptopuri, smartphone-uri și așa mai departe. Bateriile cu descărcare rapidă sunt utilizate în dispozitivele în care este necesar un consum mare de curent. Bateriile similare sunt folosite în uneltele electrice moderne, portabile și dispozitivele controlate radio.

Limitări de utilizare

Aceste baterii vor fi utilizate pe scară largă în industria auto în viitor. Astăzi sunt folosite pentru a crea noi tehnologii și a testa vehicule electrice. Cu toate acestea, există anumite limitări care împiedică utilizarea acestor baterii peste tot.

• Bateriile cu litiu polimer necesită un mod special de încărcare. În principiu, acest lucru nu este dificil, dar obișnuitul nu poate fi folosit pentru asta. Acest lucru se datorează faptului că se disting printr-un pericol de incendiu în timpul perioadei de supradescărcare. Pentru a combate acest fenomen, toate astfel de baterii au un sistem electronic care previne supradescărcarea și supraîncălzirea.
• Dacă bateria cu litiu polimer este utilizată necorespunzător, poate provoca un incendiu.
• O baterie cu litiu polimer nu trebuie utilizată imediat după încărcare. În primul rând, ar trebui să fie răcit la temperatura ambiantă. În caz contrar, bateria se poate deteriora.
• Scurtcircuit inadmisibil.
• Depresurizarea bateriei nu este permisă.
• Descărcarea bateriei sub 3 volți.
• Nu încălziți peste 60 de grade.
• Bateriile nu trebuie expuse la microunde sau presiune. Acest lucru poate duce la apariția fumului, a incendiului și a consecințelor mai grave.
• Este necesar să protejați bateria de deteriorare și șoc. Solicitarea mecanică puternică poate duce la perturbarea structurii interne.

Cu toate acestea, aceste dezavantaje nu împiedică utilizarea lor într-o mare varietate de domenii. În viitor, toate aceste neajunsuri vor fi atenuate de introducerea de noi tehnologii și dezvoltări.

Avantajele bateriilor cu litiu polimer

• Densitate energetică destul de mare.
• Mic parametru de auto-descărcare.
• Nu există efect de memorie.
• Bateriile cu litiu polimer sunt oarecum superioare omologilor cu litiu în ceea ce privește capacitatea bateriei și durata de utilizare.
• Fabricarea bateriilor cu o grosime de doar un milimetru.
• Aplicații într-un interval de temperatură destul de larg: de la minus 20 până la plus 40 de grade Celsius.
• Capacitatea de a modela bateria în diferite forme.
• Cădere mică de tensiune în timpul descărcării.

Tehnologiile de producție a bateriilor nu stau pe loc și treptat bateriile Ni-Cd (nichel-cadmiu) și Ni-MH (nichel-hidrură metalică) sunt înlocuite pe piață cu baterii bazate pe tehnologii cu litiu. Bateriile cu polimer litiu (Li-Po) și litiu-ion (Li-ion) sunt din ce în ce mai folosite ca sursă de energie în diferite dispozitive electronice

Litiu- metal alb argintiu, moale și ductil, mai dur decât sodiul, dar mai moale decât plumbul. Litiul este cel mai ușor metal din lume! Densitatea sa este de 0,543 g/cm3. Poate fi prelucrat prin presare și rulare. Zăcăminte de litiu se găsesc în Rusia, Argentina, Mexic, Afganistan, Chile, SUA, Canada, Brazilia, Spania, Suedia, China, Australia, Zimbabwe și Congo

O excursie în istorie

Primele experimente de creare a bateriilor cu litiu au început în 1912, dar numai șase decenii mai târziu, la începutul anilor '70, au fost introduse pentru prima dată în dispozitivele de uz casnic. Mai mult, subliniez, acestea erau exact bateriile. Încercările ulterioare de a dezvolta baterii cu litiu (baterii reîncărcabile) au eșuat din cauza problemelor de siguranță. Litiul, cel mai ușor dintre toate metalele, are cel mai mare potențial electrochimic și oferă cea mai mare densitate de energie. Bateriile care folosesc electrozi cu litiu metalic se caracterizează prin tensiune înaltă și capacitate excelentă. Dar, în urma numeroaselor studii din anii 80, s-a constatat că funcționarea ciclică (încărcare - descărcare) a bateriilor cu litiu duce la modificări ale electrodului de litiu, în urma cărora stabilitatea termică scade și există o amenințare a energiei termice. starea scăpa de sub control. Când se întâmplă acest lucru, temperatura celulei se apropie rapid de punctul de topire al litiului - și începe o reacție violentă, aprinzând gazele care sunt eliberate. De exemplu, un număr mare de baterii cu litiu pentru telefoane mobile expediate în Japonia în 1991 au fost rechemate după mai multe incidente de incendiu.

Din cauza instabilității inerente litiului, cercetătorii și-au îndreptat atenția către bateriile cu litiu nemetalice bazate pe ioni de litiu. După ce au pierdut puțin din densitatea energiei și luând unele măsuri de precauție la încărcare și descărcare, au primit așa-numitele baterii litiu-ion (Li-ion) mai sigure.

Densitatea de energie a bateriilor Li-ion este de obicei de câteva ori mai mare decât a bateriilor standard NiCd și NiMH. Datorită utilizării de noi materiale active, această superioritate crește în fiecare an. Pe lângă capacitatea mare, bateria Li-ion, atunci când este descărcată, se comportă similar cu bateriile cu nichel (forma caracteristicilor lor de descărcare este similară și diferă doar prin tensiune).

Astăzi există multe varietăți de baterii Li-ion și puteți vorbi mult timp despre avantajele și dezavantajele unui tip sau altul, dar este imposibil să le distingeți după aspectul lor. Prin urmare, notăm doar acele avantaje și dezavantaje care sunt inerente tuturor tipurilor de aceste dispozitive și luăm în considerare motivele care au determinat nașterea bateriilor cu polimer de litiu (Li-Po).

Bateria Li-ion a fost bună pentru toată lumea, dar problemele legate de asigurarea siguranței funcționării sale și costul ridicat i-au determinat pe oamenii de știință să creeze o baterie litiu-polimer (Li-pol sau Li-po).

Principala lor diferență față de Li-ion se reflectă în nume și constă în tipul de electrolit utilizat. Inițial, în anii 70, s-a folosit un electrolit polimer solid uscat, asemănător unei pelicule de plastic și care nu conduce curentul electric, dar permite schimbul de ioni (atomi sau grupuri de atomi încărcate electric). Electrolitul polimeric înlocuiește de fapt separatorul tradițional poros impregnat cu electrolit, datorită căruia au o carcasă flexibilă din plastic, sunt mai ușoare, mai eficiente din punct de vedere al curentului și pot fi folosite ca baterii de alimentare pentru dispozitivele cu motoare electrice puternice.

Acest design simplifică procesul de fabricație, îmbunătățește siguranța și permite producerea de baterii subțiri, cu formă liberă. Grosimea minima a unui element este de aproximativ un milimetru, astfel incat designerii de echipamente sunt liberi sa aleaga forma, forma si marimea, pana la inglobarea acestuia in fragmente vestimentare.

Principalele avantaje

• Bateriile litiu-ion și litiu-polimer, cu aceeași greutate, depășesc bateriile cu nichel (NiCd și Ni-MH) la capacitate energetică
• Autodescărcare scăzută
• Tensiune ridicată a unei singure celule (3,6-3,7V față de 1,2V-1,4 pentru NiCd și NiMH), ceea ce simplifică designul - adesea bateria este formată dintr-o singură celulă. Mulți producători folosesc o astfel de baterie cu o singură celulă în diferite dispozitive electronice compacte (telefoane mobile, comunicatoare, navigatoare etc.)
• Grosimea elementelor de la 1 mm
• Capacitatea de a obține forme foarte flexibile

dezavantaje

• O baterie este susceptibilă de a se îmbătrâni, chiar și atunci când nu este utilizată și doar stă pe raft. Din motive evidente, producătorii tac cu privire la această problemă. Ceasul incepe sa bata din momentul in care bateriile sunt fabricate in fabrica, iar scaderea capacitatii este rezultatul cresterii rezistentei interne, care la randul ei este cauzata de oxidarea electrolitului. Ca urmare, rezistența internă va atinge un astfel de nivel încât bateria nu mai poate renunța la energia stocată, deși este suficientă în baterie.După doi-trei ani, aceasta devine adesea inutilizabilă.
• Cost mai mare în comparație cu bateriile NiCd și Ni-MH
• Când utilizați baterii cu litiu-polimer, există întotdeauna riscul de aprindere, care poate apărea din cauza scurtcircuitării contactelor, a încărcării necorespunzătoare sau a deteriorării mecanice a bateriei. Deoarece temperatura de ardere a litiului este foarte mare (câteva mii de grade), acesta poate aprinde obiectele din apropiere și poate provoca un incendiu.

Principalele caracteristici ale bateriilor Li-Po

După cum am menționat mai sus, bateriile litiu-polimer cu aceeași greutate depășesc de câteva ori bateriile NiCd și Ni-MH ca capacitate energetică. Durata de viață a bateriilor Li-Po moderne, de regulă, nu depășește 400-500 de cicluri de încărcare-descărcare. Pentru comparație, durata de viață a bateriilor moderne Ni-MH cu autodescărcare scăzută este de 1000-1500 de cicluri.

Tehnologiile de producere a bateriilor cu litiu nu stau pe loc și cifrele de mai sus își pot pierde relevanța în orice moment, deoarece producătorii de baterii își măresc caracteristicile în fiecare lună prin introducerea de noi procese tehnologice pentru producția lor.

Din întreaga varietate de baterii cu litiu polimer disponibile pe piață, se pot distinge două grupuri principale - descărcare rapidă(Bună descărcare) și comun... Ele diferă între ele prin curentul maxim de descărcare - este indicat fie în amperi, fie în unități de capacitate a bateriei, notate cu litera „C”.

Aplicații ale bateriilor Li-Po

Utilizarea bateriilor Li-Po vă permite să rezolvați două probleme importante - creșterea timpului de funcționare a dispozitivelor și reducerea greutății bateriei.

Convenţional Bateriile Li-Po sunt folosite ca surse de alimentare în dispozitivele electronice cu consum relativ redus de curent (telefoane mobile, comunicatoare, laptopuri etc.).

Descărcare rapidă bateriile cu litiu polimer sunt adesea denumite „ putere»- astfel de baterii sunt folosite pentru alimentarea dispozitivelor cu consum mare de curent. Un exemplu izbitor de utilizare a bateriilor Li-Po „putere” sunt modelele controlate radio cu motoare electrice și mașinile hibride moderne. În acest segment de piață are loc principala competiție între diverși producători de baterii Li-Po.

Singura zonă în care bateriile cu litiu-polimer sunt încă inferioare celor cu nichel este zona curenților de descărcare foarte mari (40-50C). Pentru prețul din punct de vedere al capacității, bateriile cu polimer de litiu costă aproximativ la fel ca bateriile NiMH. Dar în acest segment de piață au apărut deja concurenți - (Li-Fe), a cărui tehnologie de producție se dezvoltă în fiecare zi.

Încărcarea bateriilor Li-Po

Majoritatea bateriilor Li-Po sunt încărcate conform unui algoritm destul de simplu - de la o sursă de tensiune constantă de 4,20V/celulă cu o limitare de curent de 1C (unele modele de baterii Li-Po moderne de putere le permit să fie încărcate cu un curent de 5C). ). Încărcarea este considerată completă atunci când curentul scade la 0,1-0,2C. Înainte de a trece la modul de stabilizare a tensiunii la un curent de 1C, bateria câștigă aproximativ 70-80% din capacitatea sa. Este nevoie de aproximativ 1-2 ore pentru a se încărca complet. La încărcător se impun cerințe destul de stricte pentru precizia menținerii tensiunii la sfârșitul încărcării - nu mă deranjează 0,01 V / can.
Dintre încărcătoarele de pe piață, se pot distinge două tipuri principale - încărcătoare simple, non-"computer", din categoria de preț 10-40 USD, destinate numai bateriilor cu litiu și încărcătoare universale din categoria de preț 80-400 USD, proiectate pentru a servi diferite tipuri de baterii.

Primele, de regulă, au doar indicarea cu LED-uri a încărcării, numărul de cutii și curentul din ele sunt setate prin jumperi sau prin conectarea bateriei la diverși conectori de pe încărcător. Avantajul unor astfel de încărcătoare este prețul lor scăzut. Principalul dezavantaj este că unele dintre aceste dispozitive nu știu să determine corect sfârșitul încărcării. Ele determină doar momentul trecerii de la modul de stabilizare curent la modul de stabilizare a tensiunii, care reprezintă aproximativ 70-80% din capacitate.

Al doilea grup de încărcătoare are posibilități mult mai largi, de regulă, toate arată tensiunea, curentul și capacitatea în mAh, pe care bateria le-a „luat” în timpul procesului de încărcare, ceea ce vă permite să determinați mai precis cât de mult este bateria. taxat. Atunci când utilizați un încărcător, cel mai important lucru este să setați corect numărul necesar de cutii în baterie și curentul de încărcare a încărcătorului, care este de obicei 1C.

Manipularea bateriei Li-Po și precauții

Este sigur să spunem că bateriile cu litiu polimer sunt cele mai „delicate” dintre cele existente, adică. impun respectarea obligatorie a mai multor reguli simple. Să le enumerăm în ordinea descrescătoare a pericolului:

1. Supraîncărcare baterie - încărcați până la o tensiune care depășește 4,20 V per celulă
2. Scurtcircuit baterie
3. Descărcarea prin curenți care depășesc capacitatea de încărcare sau conduc la încălzirea bateriei Li-Po peste 60 ° С
4. Descărcați sub 3V tensiune pe celulă
5. Încălzirea bateriei peste 60 ° C
6. Depresurizarea bateriei
7. Depozitare descărcată

Nerespectarea primelor trei puncte duce la un incendiu, toate celelalte - la o pierdere totală sau parțială a capacității

Din tot ce s-a spus, se pot trage următoarele concluzii:

• Pentru a evita un incendiu, trebuie să aveți un încărcător normal și să setați corect numărul de cutii încărcate pe acesta
• De asemenea, este necesar să se utilizeze conectori care exclud posibilitatea unui scurtcircuit al bateriei și să controleze curentul consumat de dispozitivul în care este instalată bateria Li-Po.
• Trebuie să vă asigurați că dispozitivul dumneavoastră electronic, în care este instalată bateria, nu se supraîncălzi. La + 70 ° C, începe o „reacție în lanț” în baterie, transformând energia stocată în căldură, bateria se răspândește literalmente, dând foc la tot ceea ce poate arde
• Dacă închideți o baterie aproape descărcată, atunci nu va exista niciun incendiu, va „morri” în liniște și pașnic din cauza supradescărcării
• Monitorizați tensiunea la sfârșitul descărcării bateriei și asigurați-vă că o deconectați după utilizare.
• Depresurizarea este, de asemenea, motivul defecțiunii bateriilor cu litiu. Aerul nu trebuie să intre în interiorul elementului. Acest lucru se poate întâmpla dacă punga de protecție exterioară este deteriorată (bateria este sigilată într-o pungă ca un tub termocontractabil) ca urmare a unui șoc sau a deteriorării cu un obiect ascuțit sau când borna bateriei este supraîncălzită în timpul lipirii. Concluzie - nu scăpați de la o înălțime mare și lipiți cu grijă
• Conform recomandărilor producătorului, bateriile de stocare ar trebui să fie încărcate în proporție de 50-70%, de preferință într-un loc răcoros, la o temperatură care să nu depășească 30 ° C. Depozitarea în stare descărcată va avea un efect negativ asupra duratei de viață. Ca toate bateriile, polimerul de litiu are o ușoară auto-descărcare.

Asamblarea bateriilor Li-Po

Pentru a obține baterii cu o ieșire de curent mare sau capacitate mare, se folosește conexiunea paralelă a bateriilor. Dacă cumpărați o baterie gata făcută, atunci prin marcare puteți afla câte cutii sunt în ea și cum sunt conectate. Litera P (paralel) după număr indică numărul de bănci conectate în paralel, iar S (serial) - în serie. De exemplu, „Kokam 1500 3S2P” se referă la o baterie conectată în serie cu trei perechi de baterii, iar fiecare pereche este formată din două baterii de 1500 mAh conectate în paralel, adică. capacitatea bateriei va fi de 3000 mAh (la conectarea în paralel, capacitatea va crește), iar tensiunea va fi de 3.7V x 3 = 11.1V.

Dacă cumpărați baterii separat, atunci înainte de a le conecta la o baterie, trebuie să le egalizați potențialele, în special pentru opțiunea de conectare în paralel, deoarece în acest caz o bancă va începe să încarce alta, iar curentul de încărcare poate depăși 1C. Este recomandabil să descărcați toate băncile achiziționate la 3V cu un curent de aproximativ 0,1-0,2C înainte de conectare. Tensiunea trebuie monitorizată cu un voltmetru digital cu o precizie de cel puțin 0,5%. Acest lucru va asigura o performanță fiabilă a bateriei în viitor.

Egalizarea potențialului (echilibrarea) este de asemenea de dorit să fie efectuată chiar și pe bateriile de marcă deja asamblate înainte de prima încărcare, deoarece multe companii care asamblează celule într-o baterie nu le echilibrează înainte de asamblare.

Din cauza scăderii capacității ca urmare a funcționării, în niciun caz nu trebuie adăugate secvențial bănci noi la cele vechi - bateria va fi dezechilibrată în același timp.

Desigur, este imposibil să conectați baterii cu capacități diferite, chiar apropiate, de exemplu, 1800 și 2000 mAh într-o baterie, precum și să utilizați baterii de la diferiți producători într-o baterie, deoarece rezistența internă diferită va duce la un dezechilibru. în baterie.

Trebuie avut grijă la lipire, supraîncălzirea cablurilor nu trebuie permisă - acest lucru poate rupe etanșarea și poate „ucide” definitiv bateria care nu a funcționat încă. Unele baterii Li-Po vin cu bucăți dintr-o placă de circuit imprimat textolit deja lipite la bornele pentru cablare ușoară. În același timp, se adaugă greutate suplimentară - aproximativ 1 g per element, dar poate dura mult mai mult pentru a încălzi locurile pentru firele de lipit - fibra de sticlă conduce prost căldura. Firele cu conectori trebuie fixate de carcasa bateriei, cel puțin cu bandă adezivă, pentru a nu le rupe accidental atunci când sunt conectate în mod repetat la încărcător

Nuanțe de utilizare a bateriilor Li-Po

Voi da câteva exemple mai utile care decurg din cele spuse mai devreme, dar nu sunt evidente la prima vedere...

În timpul funcționării îndelungate a bateriei, celulele acesteia devin dezechilibrate din cauza răspândirii mici inițiale a capacităților - unele bănci „îmbătrânesc” mai devreme decât altele și își pierd capacitatea mai repede. Cu mai multe cutii în baterie, procesul este mai rapid. Aceasta implică următoarea regulă - este necesar să se controleze capacitatea fiecărei celule de baterie.

Dacă în ansamblu se găsește o baterie, a cărei capacitate diferă de alte elemente cu mai mult de 15-20%, se recomandă renunțarea la utilizarea întregului ansamblu, sau de la bateriile rămase să lipiți bateria cu un număr mai mic. de celule.

Încărcătoarele moderne au echilibrare încorporate care vă permit să încărcați separat toate celulele dintr-o baterie, sub control atent. Daca incarcatorul nu este echipat cu echilibrator, atunci acesta trebuie achizitionat separat si este indicat sa incarci bateriile folosindu-l.

Un echilibrator extern este o placă mică conectată la fiecare bancă, care conține rezistențe pull-up, un circuit de control și un LED care indică faptul că tensiunea pe o anumită bancă a atins 4,17-4,19V. Când tensiunea pe un element separat al pragului de 4,17V este depășită, echilibratorul închide o parte din curent „pentru sine”, împiedicând tensiunea să depășească pragul critic.

Trebuie adăugat că balansierul nu salvează de la supradescărcarea unor celule dintr-o baterie dezechilibrată, servește doar pentru a proteja împotriva deteriorării celulelor în timpul încărcării și ca mijloc de a determina celulele „rele” din baterie.

Cele de mai sus se aplică bateriilor compuse din trei celule sau mai multe; pentru bateriile cu două celule, de regulă, balansoarele nu sunt utilizate.

Potrivit numeroaselor recenzii, descărcarea bateriilor cu litiu la o tensiune de 2,7-2,8V are un efect mai dăunător asupra capacității decât, de exemplu, supraîncărcarea la o tensiune de 4,4V. Este deosebit de dăunător să depozitați bateria într-o stare prea descărcată.

Există opinia că bateriile cu litiu polimer nu pot fi exploatate la temperaturi sub zero. Într-adevăr, caracteristicile tehnice ale bateriilor indică domeniul de funcționare de 0-50 ° C (la 0 ° C, se păstrează 80% din capacitatea bateriei). Dar, cu toate acestea, este posibil să se utilizeze baterii Li-Po la temperaturi negative, aproximativ -10 ... -15 ° С. Faptul este că nu trebuie să înghețați bateria înainte de utilizare - puneți-o în buzunar, unde este cald. Și în procesul de utilizare, generarea de căldură internă în baterie se dovedește a fi o proprietate utilă în acest moment, împiedicând înghețarea bateriei. Desigur, performanța bateriei va fi puțin mai mică decât la temperaturi normale.

Concluzie

Având în vedere ritmul în care progresul tehnologic în domeniul electrochimiei se mișcă, se poate presupune că viitorul aparține tehnologiilor de stocare a energiei cu litiu, dacă celulele de combustie nu ajung din urmă. Așteaptă și vezi…

Articolul folosește materiale din articolele lui Serghei Potupchik și Vladimir Vasiliev

Care este diferența dintre o baterie litiu-polimer și o baterie ionică?

Majoritatea covârșitoare a oamenilor din țările dezvoltate au telefoane mobile, tablete și laptopuri. Când cumpărați un gadget dintr-un magazin, cel mai probabil, nici nu vă gândiți la tipul de baterie din el. Și acest lucru nu este surprinzător. Tehnologia avansează rapid, inclusiv în industria bateriilor. Nu cu mult timp în urmă, bateriile Ni─Cd erau folosite în electronicele mobile, care apoi au fost înlocuite cu Ni─MH. Apoi a apărut ionul de litiu, care a cucerit rapid piața gadgeturilor portabile. Și acum sunt stoarse de bateriile cu litiu-polimer. La un moment dat, utilizatorul începe să se gândească la ce fel de baterie reîncărcabilă are. Care sunt avantajele și dezavantajele sale? În această postare, vom încerca să înțelegem care este diferența dintre o baterie litiu-polimer și o baterie litiu-ion.

Lucrările la crearea bateriilor cu litiu se desfășoară de mult timp. Dar primele copii lucrabile pentru aparatele de uz casnic au apărut abia în anii 70 ai secolului trecut. Dar atunci acestea erau modele imperfecte cu electrozi din litiu metalic. Și funcționarea unor astfel de baterii este problematică din punct de vedere al siguranței. Au existat multe probleme nerezolvate cu procesul de încărcare și descărcare a unor astfel de baterii.

Faptul este că litiul metalic este foarte activ și are un potențial electrochimic ridicat. Utilizarea sa în baterii poate crește semnificativ densitatea de energie. Bateriile reîncărcabile cu electrozi metalici Li, care au fost primele dezvoltate, au tensiune mare și capacitate mare. Cu toate acestea, funcționarea continuă a unei astfel de baterii într-un mod de încărcare și descărcare determină schimbarea electrodului de litiu.

Acest lucru duce la faptul că stabilitatea funcționării este perturbată și există o amenințare de aprindere din cauza unei reacții necontrolate a bateriei. Celula bateriei se încălzește rapid și când temperatura crește până la punctul de topire al litiului, are loc o reacție violentă la aprindere. Legat de aceasta a fost rechemarea primelor baterii de tip litiu din electronicele de larg consum la începutul anilor '90.

Drept urmare, oamenii de știință au început să dezvolte baterii bazate pe ioni de litiu. Datorită faptului că a fost necesar să se abandoneze utilizarea litiului metalic, densitatea de energie a scăzut ușor. Dar, pe de altă parte, problemele de siguranță au fost rezolvate în timpul funcționării bateriei. Aceste baterii noi se numesc baterii litiu-ion.

Densitatea energetică a bateriilor litiu-ion este de 2-3 ori (în funcție de materialele folosite) mai mare decât cea a. Când Li─Ion este descărcat, bateriile prezintă caracteristici similare cu Ni─Cd. Singurul lucru pe care le sunt inferioare este lucrul la curenți de descărcare ultra-înalți (mai mult de 10C). Până în prezent, multe modificări diferite ale bateriilor litiu-ion au fost deja lansate.

Ele diferă în ceea ce privește materialul utilizat ca catod, factorul de formă și alți parametri. Ele sunt caracterizate în mod unic prin design, care include electrozi scufundați într-un electrolit lichid care conține ioni de litiu. Această celulă a bateriei este închisă într-o manta metalică etanșă (oțel, aluminiu). Bateriile litiu-ion au o placă de circuit imprimat numită controler pentru a controla procesele de încărcare și descărcare.

Pentru a completa imaginea bateriilor Li─Ion, luați în considerare avantajele și dezavantajele acestora.

Avantaje Li─Ion

• Autodescărcare mică;
• Densitate mare de energie și capacitate în comparație cu alcalin;
• O celulă a bateriei are o tensiune de aproximativ 3,7 volți. Pentru cadmiu și hidrură metalică, această valoare este de 1,2 volți. Acest lucru vă permite să simplificați semnificativ designul. Telefoanele, de exemplu, folosesc baterii cu o singură doză;
• Nu există efect de memorie, ceea ce înseamnă că întreținerea bateriei este simplificată.

Dezavantajele Li─Ion

• Controller necesar. Aceasta este o placă de circuit imprimat care monitorizează tensiunea celulei sau celulelor bateriei, dacă există mai multe. Placa controlează, de asemenea, curentul maxim de descărcare și, în unele cazuri, temperatura recipientului. Funcționarea în siguranță a unei baterii litiu-ion este imposibilă fără un controler;
• Degradarea sistemului Li─Ion continuă chiar și în timpul depozitării. Adică, după un an, capacitatea bateriei scade semnificativ, chiar dacă nu este folosită. Bateriile de alte tipuri (alcaline, plumb-acide) se degradează, de asemenea, treptat în timpul depozitării, dar acest lucru este mai puțin pronunțat la ele;
• Prețul ionului de litiu este mai mare decât cel al cadmiului sau.

Capacitățile tehnologiei cu ioni de litiu nu au fost pe deplin dezvoltate. Prin urmare, în mod constant apar baterii noi, unde se rezolvă anumite probleme ale acestui tip de baterie. Pentru mai multe informații despre ce este, citiți articolul de la linkul specificat.

Baterie Li─Pol

Din cauza problemelor de siguranță în timpul încărcării și descărcării bateriilor Li─Ion, a început dezvoltarea ulterioară a modificărilor acestor baterii. Ca rezultat, au fost dezvoltate bateriile cu litiu-polimer. Diferența lor față de ionic în electrolitul folosit. Trebuie spus că primele dezvoltări în această direcție au fost realizate concomitent cu tehnologia Li─Ion. În secolul trecut, a fost folosit pentru prima dată un electrolit uscat dintr-un polimer solid. În aparență, arată ca o folie de plastic. Acest polimer este neconductor, dar nu interferează cu schimbul de ioni, care implică mișcarea atomilor încărcați sau a grupurilor acestora. Pe lângă conținutul de electroliți din acesta, polimerul acționează și ca un separator poros între electrozi.

Noul design a îmbunătățit siguranța și a simplificat fabricarea bateriilor. Și chiar mai important, bateriile litiu-polimer pot fi produse în aproape orice formă și grosimi foarte mici (până la 1 milimetru). Acest lucru permite ca diverse dispozitive alimentate cu baterii reîncărcabile Li─Pol să fie subțiri, compacte și elegante. Unele baterii cu litiu-polimer pot fi chiar cusute în îmbrăcăminte.

Desigur, există și dezavantaje. În special, bateriile cu celule uscate Li─Pol au conductivitate electrică scăzută la temperatura camerei. Acest lucru se datorează faptului că la această temperatură rezistența lor internă este mare, ceea ce împiedică furnizarea curentului de descărcare necesar funcționării electronicelor portabile.

Dacă încălzești o baterie litiu-polimer la 60 de grade Celsius, atunci conductivitatea crește. Este clar că acest lucru nu este potrivit pentru utilizare pe telefoane sau tablete. Cu toate acestea, bateriile polimerice uscate și-au găsit nișa pe piață. Sunt folosite ca surse de alimentare de rezervă în condiții de temperatură ridicată. Există opțiuni când sunt instalate elemente de încălzire pentru a asigura temperatura necesară pentru funcționarea normală a bateriei.

Mai este un punct important care merită clarificat aici. Cu siguranță toată lumea a văzut că bateriile marcate Li─Pol sunt folosite de mult timp în smartphone-uri, tablete și laptopuri. Acestea sunt baterii hibride litiu-polimer, ca să spunem așa. Sunt o încrucișare între Li─Ion și bateriile polimer uscate. Producătorii de baterii cu litiu-polimer folosesc o substanță asemănătoare gelului cu ioni de litiu ca electrolit.

Deci, aproape toate bateriile cu litiu-polimer din gadgeturile mobile moderne folosesc un electrolit asemănător gelului. Prin design, acestea sunt un hibrid de baterii ionice și polimerice. Care este diferența dintre bateriile ionice și polimere cu electrolit cu gel? Parametrii lor electrochimici de bază sunt aproximativ aceiași. Diferența dintre astfel de baterii hibride este că folosesc un electrolit solid în loc de un separator poros. El, așa cum sa menționat mai sus, acționează și ca un separator poros. Un electrolit gelificat este utilizat pentru a crește conductivitatea ionilor.

Bateriile cu litiu-polimer devin din ce în ce mai populare pe piață și sunt viitorul. Cel puțin pe segmentul electrocasnicelor și electronicelor de larg consum. Dar în timp ce implementarea lor nu este foarte activă. Unii experți de piață atribuie acest lucru faptului că s-au investit prea mulți bani în dezvoltarea bateriilor Li─Ion. Iar investitorii vor doar să „recupereze” banii investiți. citeste linkul.