Μπαταρίες Li-ion ή Li-Polymer

Οι καλύτερες σύγχρονες μικρού μεγέθους γαλβανικές πηγές ενέργειας είναι στοιχεία που χρησιμοποιούν τις ενώσεις λιθίου ως ενεργό συστατικό. Αυτό το υλικό έχει τη μικρότερη μάζα όλων των διαθέσιμων μετάλλων για πρακτική χρήση, έτσι έχει το μεγαλύτερο ηλεκτροχημικό δυναμικό. Αυτό σας επιτρέπει να έχετε την υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος ανά μονάδα βάρους κατασκευασμένων μπαταριών.

Χαρακτηριστικά τεχνολογίας

Οι μπαταρίες που κατασκευάζονται με τεχνολογία που χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια λιθίου και ενσωματώνουν αυτό το μέταλλο στον ηλεκτρολύτη έχουν εξαιρετικές τεχνικές παραμέτρους, υψηλή χωρητικότητα, υψηλό ρεύμα λειτουργίας, ανθεκτικότητα και συμπαγεια.

Ένας από τους συνηθέστερους τύπους αυτών των μπαταριών είναι τα προϊόντα ιόντων λιθίου (Li Ion) και λιθίου-πολυμερούς (Li Polymer). Έχουν πολλά παρόμοια σχεδιαστικά χαρακτηριστικά, αλλά και κάποιες διαφορές που επηρεάζουν την απόδοσή τους.

Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα ποια χαρακτηριστικά και διαφορές είναι οι μπαταρίες που κατασκευάζονται με αυτές τις τεχνολογίες.

Τι διαθέτουν οι μπαταρίες Li Ion και Li Pol

Και οι δύο τύποι θεωρούμενων πηγών ενέργειας έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• πανομοιότυπη κατασκευή ηλεκτροδίων που περιέχουν άνθρακα (συνήθως γραφίτη) στην άνοδο και οξείδιο κοβαλτίου, βαναδίου ή μαγγανίου στην κάθοδο.
• μια παρόμοια χημική αντίδραση, ως αποτέλεσμα της οποίας υπάρχει ηλεκτροκινητική δύναμη σε κύτταρα λιθίου, λόγω της αλληλεπίδρασης ηλεκτροδίων που διαχωρίζονται από έναν ηλεκτρολύτη με την προσθήκη των αλάτων λιθίου,
• την ίδια ονομαστική τάση ίση με 3.7 βολτ.
• την ίδια διάρκεια ζωής 2-3 χρόνια.
• η ομοιότητα του σχεδιασμού επιτρέπει τη χρήση των ίδιων φορτιστών και για τους δύο τύπους μπαταριών.
• δεν έχουν αποτέλεσμα μνήμης, αλλά είναι ευαίσθητα σε ισχυρή απόρριψη και είναι επικίνδυνες όταν υπερφορτωθούν (πάνω από 4,2 βολτ), στις οποίες μπορεί να υπάρξει πυρκαγιά ή έκρηξη.
• Και οι δύο τύποι μπαταριών δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιηθούν σε περίπτωση βλάβης και μετά από ισχυρή εκφόρτιση (κάτω από 2,7 V).

Διαφορές μεταξύ των μπαταριών Li Ion και Li Pol

Οι μπαταρίες Li poλ διαφέρουν από ιόντα λιθίου κυρίως στη φυσική κατάσταση του ηλεκτρολύτη.

Στην πρώτη περίπτωση, χρησιμοποιείται ηλεκτρολύτης στερεού πολυμερούς ή πλάκες με εγκλείσματα ενός ηλεκτρολύτη τύπου πηκτής και στη δεύτερη περίπτωση τα ηλεκτρόδια διαχωρίζονται από μια υγρή δραστική ουσία.

Η χρήση ενός εντελώς ξηρού ηλεκτρολύτη μειώνει τη δραστηριότητά του, ως εκ τούτου, για τη βελτίωση των λειτουργικών χαρακτηριστικών των μπαταριών, προστίθενται σε αυτό προσθήκες του ημικαθρού ηλεκτρολύτη πηκτής.

Η χρήση ενός στρώματος πολυμερούς ηλεκτρολύτη αντί ενός πορώδους διαχωριστή γεμισμένου με ηλεκτρολύτη περιπλέκει τη διαδικασία και αυξάνει το κόστος του, αλλά επιτρέπει πιο βολικές και ασφαλείς πηγές ενέργειας κατά τη λειτουργία.

Την ίδια στιγμή, η χρήση ξηρού πολυμερούς μειώνει τη δραστηριότητα του ηλεκτρολύτη και παρέχει αποδεκτές ηλεκτρικές παραμέτρους μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες.Από την άποψη αυτή, στην παραγωγή των πλέον σύγχρονων πηγών πολυμερών λιθίου, χρησιμοποιείται υβριδική τεχνολογία, στην οποία προστίθενται στο ξηρό πολυμερές υλικό εγκλείσματα ενός ηλεκτρολύτη τύπου πηκτής. Αυτό αυξάνει την ιοντική αγωγιμότητά του ενώ διατηρεί υψηλή απόδοση.

Από τη μπαταρία ιόντων λιθίου είναι καλύτερη από το πολυμερές λιθίου

Τα τροφοδοτικά ιόντων λιθίου έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα έναντι του πολυμερούς λιθίου:

• η χρήση ενός πιο ενεργού υγρού ηλεκτρολύτη καθιστά δυνατή την επίτευξη μεγαλύτερης ενεργειακής πυκνότητας και βελτιωμένων χαρακτηριστικών μεταφοράς ρεύματος σε κανονικές και χαμηλές θερμοκρασίες.
• η παραγωγή τέτοιων μπαταριών είναι φθηνότερη από τα πολυμερή του λιθίου.
• αντέχουν έναν μεγαλύτερο αριθμό κύκλων φόρτισης εκφόρτισης, έχουν εκτεταμένη διάρκεια ζωής.

Ταυτόχρονα, η χρήση ενεργού υγρού ηλεκτρολύτη στην περίπτωση τέτοιων μπαταριών προκαλεί μια σειρά μειονεκτημάτων:

• είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν σφραγισμένα και ανθεκτικότερα περιβλήματα για την αποφυγή διαρροής ηλεκτρολυτών.
• το συνολικό βάρος των μπαταριών αυξάνεται.
• η καθολικότητα της χρήσης μειώνεται.
• Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πιο εκρηκτικές, πιο φοβισμένες από υπερβολική φόρτιση, απαιτούν τη χρήση ειδικών ενσωματωμένων διατάξεων προστασίας.
• Χρειάζονται μεγαλύτερη φόρτιση με υποχρεωτικό έλεγχο της μέγιστης τάσης και θερμοκρασίας.
• έχουν μικρότερη χωρητικότητα με το ίδιο μέγεθος.
• η υψηλή δραστηριότητα του υγρού ηλεκτρολύτη προκαλεί ταχύτερη γήρανση των μοντέλων μπαταριών ιόντων λιθίου, τα οποία χάνουν περίπου το 0,1% της συνολικής χωρητικότητας ανά μήνα.

Από την μπαταρία πολυμερών λιθίου είναι καλύτερη από το ιόν λιθίου

Li po τροφοδοτικά έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• η χρήση ξηρού ή ημίξηρου ηλεκτρολύτη επιτρέπει την κατασκευή συμπαγών συσσωρευτών οποιασδήποτε μορφής και μεγέθους, καθώς και την ευελιξία τους.
• έχουν μικρότερο βάρος και μέγεθος σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου ίδιες στην απόδοση.
• μεγαλύτερη (σχεδόν διπλάσια) χωρητικότητα με την ίδια συνολική χωρητικότητα της μπαταρίας.
• καλύτερη ασφάλεια και μικρότερο κίνδυνο υπερβολικής φόρτισης, χωρίς κίνδυνο διαρροής ηλεκτρολυτών.
• λιγότερος χρόνος για τη φόρτιση.
• λιγότερη φθορά.

Τα τροφοδοτικά ισχύος λιθίου-πολυμερούς παρουσιάζουν επίσης μειονεκτήματα:

• μειωμένη ενεργειακή πυκνότητα, ώστε να έχουν μικρότερο ρεύμα αποφόρτισης και λιγότερη μέγιστη ισχύ.
• είναι ακριβότερα για την κατασκευή.
• αντέχουν λιγότερους κύκλους φόρτισης-απόρριψης.

Τι είναι καλύτερο να επιλέξουμε το ιόν ιόντων ή το πολυμερές li

Δεν υπάρχει τόσο μεγάλη διαφορά μεταξύ των δύο τύπων μπαταριών, πράγμα που θα έκανε μια σαφή επιλογή υπέρ μιας ή άλλης μπαταρίας. Η επιλογή του απαιτούμενου τύπου μπαταρίας πρέπει να γίνεται ανάλογα με κάθε συγκεκριμένη περίπτωση.

Αν χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε συμπαγείς και ανεπιτήδευτες μπαταρίες, είναι προτιμότερο να επιλέξετε την έκδοση λιθίου-πολυμερούς.

Εάν είναι απαραίτητο, για να εξασφαλίσετε μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και να αποκτήσετε πιο ισχυρό ρεύμα αποφόρτισης, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε μια πηγή ενέργειας ιόντων λιθίου. Αυτή η επιλογή είναι πιο αποδεκτή και αν θέλετε να εξοικονομήσετε χρήματα για την αγορά της μπαταρίας.

Και οι δύο τύποι μπαταριών έχουν εξαιρετικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, πολλές φορές καλύτερες από τις μπαταρίες άλατος, αλκαλικών και μεταλλικών υδριδίων. Υπό τις σωστές συνθήκες λειτουργίας, αποφεύγοντας την ισχυρή απόρριψη και την υπερφόρτιση, και οι δύο τύποι μπαταριών μπορούν να διαρκέσουν αρκετά χρόνια, εκπέμποντας υψηλό ρεύμα και τάση.