Cele mai bune surse moderne de energie galvanică de dimensiuni mici sunt elemente care utilizează compuși de litiu ca componentă activă. Acest material are cea mai mică masă dintre toate metalele disponibile pentru utilizare practică, deci are cel mai mare potențial electrochimic. Aceasta vă permite să obțineți cea mai mare densitate de curent pe unitatea de greutate a bateriilor fabricate.
Sodrezhanie
Caracteristici tehnologice
Bateriile realizate folosind tehnologia folosind electrozi de litiu și care încorporează acest metal în electrolit au parametri tehnici excelenți, capacitate ridicată, curent de operare ridicat, durabilitate și compactitate.
Unul dintre cele mai frecvente tipuri de astfel de baterii este produsele cu litiu-ion (Li Ion) și produse cu litiu-polimer (Li Polimer). Au multe caracteristici de proiectare similare, dar și unele diferențe care le afectează performanța.
Să luăm în considerare mai detaliat ce caracteristici și diferențe sunt bateriile fabricate cu aceste tehnologii.
Ce au în comun bateriile Li Ion și Li Pol
Ambele tipuri de surse de energie considerate au următoarele caracteristici identice:
- construcția identică a electrozilor care conțin material carbonic (de obicei grafit) în anod și cobalt, vanadiu sau oxid de mangan în catod;
- o reacție chimică similară, în urma căreia există o forță electromotivă în celulele de litiu, datorită interacțiunii electrozilor separați de un electrolit cu includerea sărurilor de litiu;
- aceeași tensiune nominală egală cu 3,7 volți;
- aceeași perioadă de valabilitate de 2-3 ani;
- asemănarea designului permite utilizarea acelorași încărcătoare pentru ambele tipuri de baterii;
- ele nu au efect de memorie, dar sunt sensibile la o descărcare puternică și sunt periculoase atunci când sunt supraîncărcate (mai mult de 4,2 volți), în care se poate produce un incendiu sau o explozie;
- Ambele tipuri de baterii nu sunt permise să fie utilizate în prezența avariilor și după o descărcare puternică (sub 2,7 volți)
Diferențele dintre bateriile Li Ion și Li Pol
Bateriile Li pol diferă de ionul de litiu în principal în starea fizică a electrolitului.
În primul caz, se folosește un electrolit polimer solid sau plăci cu incluziuni ale unui electrolit asemănător unui gel, iar în al doilea caz, electrozii sunt separați de o substanță activă lichidă.
Utilizarea unui electrolit complet uscat reduce activitatea acestuia, prin urmare, pentru a îmbunătăți caracteristicile operaționale ale bateriilor, i se adaugă incluziunile unui electrolit semi-lichid cu gel.
Utilizarea unui strat de electrolit polimeric în locul unui separator poros umplut cu electrolit complică procesul și își crește costul, dar permite surse de energie mai convenabile și sigure în timpul funcționării.
| trăsătură | Litiu-Ion | Litiu-Polimer |
|---|---|---|
| Densitatea energetică | mare | scăzut |
| Efectul îmbătrânirii | În timp, își pierde capacitatea | De asemenea, pierde, dar nu la fel de intens ca li-ionul |
| Șanse de explozie | Poate exploda când este reîncărcat | Rezistență la explozie |
| costul | ieftin | Dragii mei |
| Timp de încărcare | Încărcați mult timp | Se încarcă semnificativ mai repede |
| greutate | mai greu | mai ușor |
În același timp, utilizarea polimerului uscat reduce activitatea electrolitului și oferă parametri electrici acceptabili doar la temperaturi ridicate.În acest sens, în producerea celor mai moderne surse moderne de litiu-polimer, se folosește tehnologia hibridă, în care incluziunile unui electrolit asemănător unui gel se adaugă materialului polimeric uscat. Acest lucru își mărește conductivitatea ionică menținând în același timp performanțe ridicate.
Decât bateria litiu-ion este mai bună decât polimerul de litiu
Sursele de alimentare cu ioni de litiu prezintă următoarele avantaje față de litiu-polimer:
- utilizarea unui electrolit lichid mai activ face posibilă obținerea unei densități mai mari de energie și a unor caracteristici îmbunătățite de transfer de curent la temperaturi normale și joase;
- producerea unor astfel de baterii este mai ieftină decât celulele polimerice de litiu;
- rezistă la un număr mai mare de cicluri de descărcare-sarcină, au o durată de viață extinsă.
În același timp, utilizarea lichidului electrolit activ în cazul unor astfel de baterii determină o serie de dezavantaje:
- este necesar să utilizați carcase mai sigilate și mai durabile pentru a preveni scurgerea electrolitului;
- greutatea totală a bateriilor crește;
- universalitatea utilizării scade;
- Bateriile cu ioni Li sunt mai explozive, mai frică de supraîncărcare, necesită utilizarea dispozitivelor speciale de protecție încorporate;
- au nevoie de o încărcare mai lungă, cu un control obligatoriu al tensiunii și temperaturii maxime;
- au o capacitate mai mică cu aceeași dimensiune;
- activitatea ridicată a electrolitului lichid determină îmbătrânirea mai rapidă a modelelor de baterii cu ioni de litiu, care pierd aproximativ 0,1% din capacitatea totală pe lună.
Decât bateria cu polimer de litiu este mai bună decât ionul de litiu
Sursele de alimentare Li po au următoarele avantaje:
- utilizarea electrolitului uscat sau semi-uscat permite fabricarea de baterii compacte de orice formă și dimensiune, precum și de a le face flexibile;
- au o greutate și o dimensiune mai reduse în comparație cu bateriile litiu-ion identice în ceea ce privește performanțele;
- capacitate mai mare (aproape de două ori) cu aceeași capacitate totală a bateriei;
- o mai bună siguranță și un risc mai mic de supraîncărcare, fără risc de scurgeri de electroliți;
- mai puțin timp necesar pentru încărcare;
- mai puțină uzură.
Sursele de alimentare cu litiu-polimer prezintă, de asemenea, dezavantaje:
- densitate energetică redusă, deci au un curent de descărcare mai puțin admisibil și o putere maximă dată;
- sunt mai scumpe de fabricat;
- suportă mai puține cicluri de descărcare a sarcinii.
Ce este mai bine să alegeți li ion sau li polimer
Nu există o diferență atât de mare între ambele tipuri de baterii, ceea ce ar face o alegere fără ambiguitate în favoarea uneia sau altei baterii. Alegerea tipului de baterie necesar trebuie efectuată în funcție de fiecare caz specific.
Dacă doriți să utilizați baterii compacte și nepretențioase, este mai bine să optați pentru versiunea cu litiu-polimer.
Dacă este necesar, pentru a asigura o durată de viață mai lungă și pentru a obține un curent de descărcare mai puternic, este mai bine să utilizați o sursă de alimentare cu litiu. Această opțiune este mai acceptabilă și dacă doriți să economisiți bani la achiziționarea bateriei.
Ambele tipuri de baterii au caracteristici electrice excelente, de multe ori mai bune decât bateriile cu hidrură de sare, alcaline și metalice. În condiții de funcționare potrivite, evitând descărcarea puternică și supraîncărcarea, ambele tipuri de baterii pot dura câțiva ani, dând curent și tensiune ridicată.
