แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์

การพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องส่งผลดีต่อหลาย ๆ ด้านของชีวิตผู้คน ความจำเป็นในการมีแหล่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมความปลอดภัยค่าใช้จ่ายและประสิทธิภาพที่ดีนำไปสู่การสร้างองค์ประกอบลิเธียมโพลีเมอร์

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์คืออะไร

แบตเตอรี่ Li polymer เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าซึ่งใช้วัสดุพอลิเมอร์ที่อิ่มตัวด้วยลิเธียมเป็นอิเล็กโทรไลต์

เทคโนโลยีลิเธียมโพลิเมอร์ได้กลายเป็นเวทีใหม่ในการพัฒนาแหล่งพลังงานลิเธียมไอออนซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตและอนุญาตให้สร้างแบตเตอรี่ขนาดเล็กและยืดหยุ่นได้

เมื่อซื้อและใช้แบตเตอรี่คุณต้องเข้าใจเครื่องหมายที่ใช้กับแบตเตอรี่ซึ่งมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ความจุของแบตเตอรี่จะแสดงเป็น mAh
• หมายเลขถัดจากตัวอักษรภาษาอังกฤษ S ในเครื่องหมายระบุจำนวนองค์ประกอบ (กระป๋อง) ในแบตเตอรี่ซึ่งแต่ละตัวมีแรงดันเล็กน้อย 3.7 โวลต์และสูงสุด 4.2 โวลต์;
• ตัวเลขที่อยู่ถัดจากตัวอักษร C แสดงว่ากระแสไฟออกสูงสุดในหน่วยของ C กระแสไฟสูงสุดที่ปล่อยออกมาในหน่วยมิลลิวินาทีต่อชั่วโมงจะเท่ากับความจุของแบตเตอรี่คูณด้วยค่านี้
• ตัวเลขที่อยู่ถัดจากตัวอักษร P ระบุจำนวนกระป๋องที่เชื่อมต่อแบบขนาน เมื่อใช้หนึ่งสามารถค่านี้มักจะไม่ได้ระบุ

ดังนั้นการกำหนด 2600 mAh 3S 20C หมายถึงแบตเตอรี่ Li-polymer 2600 mAh ที่มีแรงดันเล็กน้อย 11.1 โวลต์ (สูงสุด 12.6 โวลต์) โดยมีธนาคารสามแห่งเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมและมีกระแสไฟจ่าย 52 แอมแปร์

การผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์เป็นอย่างไร

ในการผลิตพาวเวอร์ซัพพลาย Li-polymer เทคโนโลยีนี้ใช้:

1. สารแขวนลอยถูกนำไปใช้ในลักษณะการควบคุมด้วยวัสดุที่ใช้งานของแคโทดและขั้วบวก (สองกระบวนการที่แตกต่างกัน) บนพื้นผิวของอลูมิเนียมหรือฟอยล์ทองแดงซึ่งทำหน้าที่เป็นนักสะสมปัจจุบัน
2. ฟอยล์ด้วยวัสดุที่ใช้แล้วจะถูกทำให้แห้งหั่นเป็นองค์ประกอบตามขนาดและรูปร่างที่ต้องการ
3. การเตรียมตัวแยกโพลิเมอร์อิเล็กโทรไลต์จะดำเนินการซึ่งจะถูกวางไว้ระหว่างชั้นของฟอยล์ด้วยวัสดุที่ใช้งานของแคโทดและขั้วบวก
4. กำลังรวบรวมแบตเตอรี่หลายชั้นผนึกและทำให้แห้ง
5. เมื่อใช้ตัวแยกโพลีเมอร์ที่ต้องการการรวมเจลอิเล็กโทรไลต์จะถูกเติมด้วยของเหลวอิเล็กโทรไลต์ในปริมาณที่เหมาะสม
6. การติดตั้งแผ่นสัมผัสบรรจุภัณฑ์ในเกราะป้องกันและตัดส่วนที่ยื่นออกมา
7. มีการติดตั้งขั้วแบตเตอรี่ภายนอก
8. รอบการควบคุมการชาร์จ / คายประจุและการทดสอบจะดำเนินการ
9. การคัดเลือกคัดแยกจัดเรียงตามความสามารถและการกำหนดรายละเอียดที่เหมาะสมจะดำเนินการ
10. หากจำเป็นสายไฟจะถูกบัดกรีเข้ากับขั้วแบตเตอรี่
11. มีการควบคุมคุณภาพบรรจุภัณฑ์ของเซลล์แบตเตอรี่ในตัวเรือนซึ่งมีการใช้เครื่องหมายและบรรจุภัณฑ์ที่จำเป็น

หลักการทำงานและแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ของอุปกรณ์

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ Li pol นั้นขึ้นอยู่กับการใช้เอฟเฟกต์สารกึ่งตัวนำในสารพอลิเมอร์ซึ่งมีการรวมตัวกันของอิเล็กโทรไลต์ การเติมอิเล็กโทรไลต์ไปยังโพลีเมอร์ทำให้เกิดการนำอิออนเพิ่มขึ้นในขณะที่ยังคงคุณสมบัติการเป็นฉนวนของพลาสติกด้วยความเคารพต่ออิเล็กตรอน

แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับลิเธียมไอออนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีที่ย้อนกลับได้ระหว่างขั้วบวก (บวก) ของคาร์บอน (โดยปกติคือกราไฟต์) และแคโทด (ลบ) ของโคบอลต์, วานาเดียมออกไซด์หรือแมงกานีส

อิเล็กโทรไลต์โพลิเมอร์มีสามประเภท:

1. พอลิเมอร์อิเล็กโทรไลต์แห้งอย่างสมบูรณ์ซึ่งเป็นพลาสติกที่มีการเติมเกลือลิเธียมให้กระแสไฟที่อุณหภูมิห้องไม่เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่และมีราคาแพงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไป
2. เจลเหมือนโพลีเมอร์อิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นอิเล็กโทรลิเมอร์แห้งสลับกับพลาสติก - ตัวทำละลายมีตัวชี้วัดที่ยอมรับได้ของความจุความแข็งแกร่งในปัจจุบันและค่าใช้จ่ายและมักจะใช้ในทางปฏิบัติ
3. สารละลายลิเทียมเกลือที่ไม่เป็นน้ำที่กระจายในเมทริกซ์พอลิเมอร์แบบไมโครโดยการดูดซับ

แบตเตอรี่ Li Po ที่ขายอย่างหนาแน่นนั้นแท้จริงแล้วเป็นลูกผสมที่ไม่เพียง แต่รวมอิเล็กโทรไลต์โพลิเมอร์แบบแห้งเท่านั้น แต่ยังมีเจลอิเล็กโทรไลต์จำนวนเล็กน้อยซึ่งมีแหล่งลิเธียมไอออนด้วย

การเพิ่มการรวมเจลอิเล็กโทรไลต์ในอิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์แข็งเพิ่มการนำอิออนและคุณสมบัติทางไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งกระแสการทำงานจะเพิ่มมูลค่าที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ทันสมัยที่สุด

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์: ข้อดีข้อเสีย

แหล่งจ่ายไฟ Li-polymer มีข้อดีดังต่อไปนี้:

• ความหนาแน่นพลังงานสูงเมื่อเทียบกับมวลของพวกเขาสูงกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม 4-5 เท่าและสูงกว่าแหล่งพลังงานไฮไดรด์โลหะนิกเกิล 3-4 เท่า
• ต่ำปลดปล่อยตัวเองในปัจจุบันและมีประสิทธิภาพสูงในปัจจุบัน;
• ความสามารถในการสร้างผลิตภัณฑ์ที่ยืดหยุ่นและบางมาก
• ขาดความทรงจำ;
• การรักษาแรงดันไฟฟ้าภายในขีด จำกัด ที่ยอมรับได้ในระหว่างการทำงาน
• อุณหภูมิที่อนุญาตได้หลากหลายในระหว่างการใช้งาน (จาก -20 ถึง +40 องศา)

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์มีข้อเสีย:

• อันตรายจากไฟไหม้ในกรณีที่มีการบรรจุมากเกินไป / ความร้อนสูงเกินไป แบตเตอรี่เหล่านี้จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งจะตรวจสอบกระแสการชาร์จและอุณหภูมิรวมถึงอัลกอริทึมการชาร์จแบบพิเศษ
• อายุที่มากขึ้นซึ่งนำไปสู่การลดลงของความจุในระหว่างการจัดเก็บและการดำเนินงานในระยะยาว (เชื่อว่าแบตเตอรี่จะสูญเสียความจุสูงสุดถึง 20% ในแต่ละปี);
• ความล้มเหลวในระหว่างการปล่อยลึก (ต่ำกว่า 3 โวลต์);
• กลัวความร้อนสูงกว่า 60 องศาและการบรรจุเกิน 4.2 โวลต์ (ด้วยแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 4.5 โวลต์สามารถระเบิดได้);
• การใช้เปลือกบาง ๆ (โดยปกติจะอยู่ในรูปของฟอยล์) ในแบตเตอรี่เหล่านี้บางชนิดจะช่วยลดค่าใช้จ่ายของเซลล์ Li Pol แต่ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดความแข็งแรง

ใช้แบตเตอรี่ Li Pol ที่ไหน

แหล่งพลังงานประเภทนี้เนื่องจากน้ำหนักเบาและพลังงานสูงถูกใช้อย่างกว้างขวางเพื่อให้พลังงานแก่อุปกรณ์ขนาดเล็กและขนาดใหญ่รวมถึง:

• โทรศัพท์มือถือและสมาร์ทโฟน
• โมเดลที่ควบคุมด้วยวิทยุ, quadrocopters, ระนาบไมโคร;
• เครื่องมือไฟฟ้า
• เทคโนโลยีดิจิตอลอัลตร้าบุ๊ค
• รถยนต์ไฟฟ้า

แนวทางการใช้แบตเตอรี่ Li Pol

เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในระดับที่จำเป็นและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่ให้บริการคุณต้องปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้:

1. เมื่อมีความเสียหายการบวมของแบตเตอรี่จะไม่สามารถใช้งานได้ แต่จะต้องกำจัด
2. แบตเตอรี่จะต้องชาร์จด้วยเครื่องชาร์จที่มีคุณภาพภายใต้การดูแลเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไป หากในระหว่างการชาร์จไฟมีกลิ่นไหม้, bloating, การเผาไหม้คุณจะต้องหยุดมันทันทีและถอดแบตเตอรี่ออกจากเครื่องชาร์จ;
3. มันเป็นการดีที่จะเรียกเก็บเงินบนพื้นผิวที่ไม่ติดไฟเช่นบนกระเบื้องเซรามิกหรือแผ่นพอร์ซเลนหลังจากชาร์จแหล่งพลังงานเต็มแล้วจะเป็นการดีกว่าที่จะปล่อยให้มันเย็นและจากนั้นเริ่มใช้งาน
4. การปลดปล่อยต่ำกว่า 3 โวลต์, ความร้อนสูงเกินไปหรือความเย็นมากเกินไปซึ่งจะลดความจุและจำนวนรอบของการปล่อยประจุทั้งหมดจะต้องไม่ได้รับอนุญาต
5. อายุการใช้งานที่ยาวนานที่สุดของเซลล์ LiPo สามารถทำได้ในขณะที่รักษาระดับประจุไว้ที่ 45%;
6. โหมดการชาร์จที่ดีที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ LiPo จัดทำโดยเครื่องชาร์จของ Sony เป็นเวลาประมาณสามชั่วโมง มันเกิดขึ้นในสามขั้นตอน:
   • ครั้งแรกประมาณหนึ่งชั่วโมงการชาร์จจะดำเนินการได้ถึง 70% กับกระแสตรง 0.5-1 จากการส่งออกในปัจจุบันของแบตเตอรี่เป็นแรงดัน 4.2 โวลต์;
   • การชาร์จใหม่ด้วยระยะเวลา 1 ชั่วโมงถึง 90% ด้วยแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 4.2 โวลต์ที่มีกระแสไฟฟ้าลดลงเรื่อย ๆ (สูงสุดประมาณ 0.2 จากกระแสไฟขาออก);
   • ในขั้นตอนที่สามการชาร์จจะดำเนินการมากกว่าหนึ่งชั่วโมงถึง 100% โดยมีกระแสไฟฟ้าลดลงเล็กน้อย

เครื่องชาร์จราคาถูกจะสิ้นสุดการชาร์จในขั้นตอนแรกเมื่อถึงแรงดันไฟฟ้า 4.2 v ดังนั้นแบตเตอรี่จึงไม่ได้รับความจุเต็มที่

• หลีกเลี่ยงการช็อตกับแบตเตอรี่ลัดวงจรหรือคายประจุโดยกระแสไฟฟ้าสูงมากชาร์จไฟได้สูงกว่า 4.2 โวลต์ต่อองค์ประกอบแบตเตอรี่เซลล์สาเหตุทั้งหมดเหล่านี้อาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้
• หากใช้แบตเตอรี่คอมโพสิตของเซลล์ Li Pol หลายเซลล์จะเป็นการดีกว่าถ้าจะชาร์จแยกต่างหากหรือใช้ประจุเท่ากันเป็นพิเศษโดยมีสมดุลสำหรับแต่ละเซลล์ หลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวคือการหยุดประจุของแต่ละองค์ประกอบเมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าประมาณ 4.17 โวลต์
• ก่อนที่จะนำแบตเตอรี่ใหม่ไปใช้งานจะเป็นการดีกว่าที่จะทำการสอบเทียบโดยการชาร์จและคายประจุเต็มสองครั้ง

ในแบตเตอรี่ Li Pol บางตัวการปลดปล่อยที่ต่ำกว่า 2.5 โวลต์สามารถนำไปสู่การทำลิเธียมไอออนของโลหะซึ่งนำไปสู่การสร้างสะพานนำไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่และไฟฟ้าลัดวงจร เมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่ความร้อนที่ไม่มีการควบคุมเกิดขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่การระเบิดของแหล่งพลังงานดังกล่าว ดังนั้นแบตเตอรี่ที่แรงดันไฟฟ้าตกต่ำกว่าระดับวิกฤติ 3 โวลต์จึงไม่ควรใช้งานและหากแรงดันไฟฟ้าลดลงถึง 2.5 โวลต์และต่ำกว่าแบตเตอรี่เหล่านั้นจะต้องถูกกำจัด

วิธีการเก็บแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์

เป็นที่พึงปรารถนาที่จะเก็บแบตเตอรี่ LiPo ที่ชาร์จแล้วไว้ในเคสป้องกันที่อุณหภูมิห้องในขณะที่ชาร์จที่ระดับ 3.6-3.8 โวลต์

ก่อนที่จะเก็บเซลล์ LiPo ขอแนะนำให้ชาร์จแบตเตอรี่มากถึง 40-50% ซึ่งตัดการเชื่อมต่อจากอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานและเป็นระยะอย่างน้อยทุก ๆ หกเดือนให้ตรวจสอบระดับประจุ

การทิ้งแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์

การกำจัดแหล่งจ่ายไฟของ LiPo นั้นมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษเนื่องจากมีอันตรายจากไฟไหม้สูง พวกมันมีพิษน้อยกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม แต่ก็ยังมีสารที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

เพื่อที่จะกำจัดแบตเตอรี่ Li-polymer อย่างสมบูรณ์และปลอดภัยต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

• แบตเตอรี่ที่ปล่อยแล้วจะถูกทิ้งในภาชนะพลาสติกด้วยสารละลายเกลือน้ำ (ประมาณครึ่งแก้วต่อน้ำ 1 ลิตร) เป็นเวลาประมาณ 2 สัปดาห์ (จนกว่าจะหยุดการผลิตก๊าซ) ในอาคารที่ไม่ใช่ที่พักอาศัย หลังจากนั้นพวกเขาจะถูกโยนทิ้งไปกับขยะธรรมดา;
• ก่อนการกำจัดแบตเตอรี่จะต้องถูกปล่อยทิ้งให้มีอย่างน้อยหนึ่งโวลต์ (สามารถทำได้โดยใช้หลอดไฟเป็นตัวโหลด);
• หากกล่องแบตเตอรี่เกิดความเสียหายแสดงว่าไม่จำเป็นต้องถูกปล่อยทิ้ง แต่จะต้องทิ้งในสารละลายเกลือน้ำ
• หากปล่อยมีการผลิตโดยปัจจุบันมากกว่าที่อนุญาตเชื่อมต่อกับมูลค่าของกระแสสูงสุด C จากนั้นแบตเตอรี่ควรจะอยู่ในถังทรายหรือในสถานที่อื่นที่มีการป้องกันไฟ
• ไม่อนุญาตให้ทำลายแบตเตอรี่ที่ยังไม่ผ่านกระบวนการในน้ำเกลือซึ่งอาจส่งผลให้เกิดไฟไหม้ อันตรายอย่างยิ่งในเรื่องนี้คือแบตเตอรี่ที่มีแคโทดโคบอลต์