Încărcătoarele portabile au devenit un element integral al vieții moderne de zi cu zi. Calitatea bateriilor este condiția principală pentru performanța, eficiența și siguranța acestora. Producătorii de încărcătoare folosesc două tipuri de baterii în designul lor - litiu-ion și litiu-polimer. Pentru consumatorul mediu, care nu este familiarizat cu caracteristicile diferitelor tipuri, devine adesea o problemă să aleagă unul sau altul tip de baterie.

Care este diferența dintre aceste soiuri, pe care ar fi mai corect să o alegeți - toate aceste întrebări necesită cunoștințe detaliate despre fiecare tip. În acest articol, vom dezvălui caracteristicile bateriilor litiu-ion și litiu-polimer, le vom prezenta proprietățile tehnice, metodele de încărcare și durata de viață.

Diferențele dintre bateriile litiu-ion și litiu-polimer

Modelele de baterii produse folosind tehnologii diferite îndeplinesc aceeași funcție de alimentare cu energie. Caracteristicile de proiectare ale fiecărui tip afectează puterea raportată, durata de viață și gradul de protecție împotriva exploziei. Nu se poate afirma fără echivoc că un tip de baterie mai modern este mai bun decât unul învechit. Ambele tehnologii prezintă avantaje și dezavantaje practice. Modelele Li-pol și Li-ion au scheme de funcționare similare, dar diferă în configurație și parametri tehnici.

Pentru a înțelege care este mai bine - Li-polimer sau Li-ion, să aruncăm o privire mai atentă asupra fiecărui tip separat. Ar trebui să comparați tipurile de baterii și să faceți o alegere în favoarea unui tip sau altul pe baza următorilor indicatori:

• preţ;
• raport greutate/capacitate;
• siguranţă;
• utilizarea prevăzută într-un dispozitiv pentru un scop specific;
• condiţiile de temperatură de funcţionare.

Atunci când alegeți unul dintre cele două tipuri, luați în considerare domeniul de aplicare și capacitățile financiare.

Baterii litiu-ion: caracteristici și specificații

Inițial, modelele pe bază de litiu au fost produse folosind mangan și cobalt ca element principal (electrolit activ). Bateriile moderne litiu-ion au suferit modificări de design. Productivitatea lor depinde nu de substanța folosită, ci de ordinea în care sunt așezate elementele în bloc. Componentele unei baterii moderne Li-Ion sunt electrozii și un separator. Materiale – aluminiu și cupru (anozi de cupru și folie de aluminiu ca bază catodică).

Borne speciale ale colectorului de curent asigură conexiunea internă între anod și catod, iar impregnarea cu electrolit a masei separatorului creează un mediu favorabil pentru menținerea încărcăturii. Sarcinile pozitive ale ionilor de litiu declanșează reacții chimice, formează legături și oferă energie. Principiul de funcționare al unei surse de alimentare pe bază de litiu-ion amintește de funcționarea unei baterii cu gel de dimensiune completă.

Baterii cu litiu polimer

Deoarece modelele cu litiu-ion nu pot face față multor sarcini moderne, acestea sunt treptat înlocuite cu elemente polimerice. Bateriile Li-ion nu aveau un nivel ridicat de siguranță și erau destul de scumpe. Pentru a elimina aceste neajunsuri și probleme de funcționare și pentru a face bateriile mai eficiente, dezvoltatorii au decis să schimbe electrolitul. În loc de impregnarea separatorului poros, în proiectarea bateriei au fost folosiți electroliți polimerici.

Celula cu polimer de litiu are o grosime de 1 mm, ceea ce permite bateriei să fie compactă ca dimensiuni. Înlocuirea electroliților lichizi cu folii polimerice a eliminat riscul ridicat de aprindere a bateriei și a făcut-o sigură. Tabelul de comparație de mai jos vă va ajuta să determinați în mod clar cum diferă Li-ion de Li-Pol.

Designul dispozitivelor cu baterii polimer litiu elimină complet prezența electrolitului sub formă de lichid sau gel. Vă puteți imagina clar diferența de tehnologie atunci când luați în considerare principiul de funcționare al dispozitivelor moderne de alimentare cu energie pentru automobile. Preocupările legate de siguranță au dus la excluderea electroliților lichizi din practica de zi cu zi. Dar până de curând, structurile poroase impregnate erau folosite în bateriile auto.

Introducerea elementelor polimer-litiu presupunea o bază solidă. O diferență caracteristică față de bateriile litiu-ion este procesul de acțiune de contact a plăcii de substanță activă cu litiu și prevenirea formării dendritelor în timpul ciclării. Această caracteristică este cea care protejează celulele bateriei de incendiu sau explozie.

Durata de viata

Atât bateriile litiu-ion, cât și bateriile litiu-polimer sunt supuse unei îmbătrâniri intense. Acestea oferă aproximativ nouă sute de cicluri de încărcare completă înainte de a deveni inutilizabile. Nu contează cât de activ a fost folosit dispozitivul. Dacă bateria nu a fost folosită deloc o perioadă lungă de timp, va avea loc totuși o reducere a duratei de viață.

După doar un an, capacitatea se reduce semnificativ în durata de viață, iar după doi sau trei ani se poate afirma că bateria s-a defectat complet. Acesta este un dezavantaj comun al bateriilor cu litiu și ar trebui să alegeți un model mai durabil doar în funcție de reputația producătorului și de recenziile anumitor modele.

Protecție suplimentară

Dacă luăm în considerare întrebarea care este diferența dintre bateriile Li-ion și Li-Pol, merită să acordăm atenție sistemelor de protecție încorporate. Modelele cu polimer de litiu necesită caracteristici suplimentare de protecție internă. Se caracterizează prin cazuri de burnout din cauza supraîncălzirii elementelor. Astfel de consecințe sunt cauzate de stresul intern al diferitelor zone de lucru.

Pentru a proteja dispozitivul de supraîncărcarea neautorizată, supraîncălzirea pieselor și arderea, designul folosește un sistem special de stabilizare și un mecanism de limitare a curentului. Acest lucru crește siguranța modelelor de litiu-polimer, dar crește semnificativ costul bateriei datorită utilizării elementelor de protecție.

O parte din proiectare implică componente electrolitice în formarea gelului. Bateriile compozite sunt folosite în multe dispozitive portabile. Sunt extrem de sensibili la schimbările de temperatură și necesită respectarea strictă a regulilor de funcționare. Bateria pe bază de polimer poate fi utilizată în dispozitive cu încălzire în intervalul 60-100 de grade.

Producătorii închid partea internă într-o carcasă cu proprietăți termoizolante - este convenabil să folosiți astfel de baterii în climat cald. În condițiile în care regimul de temperatură nu îndeplinește cerințele de funcționare, ca rezervă sunt utilizate elemente cu o componentă polimerică.

Caracteristici de încărcare a bateriei

Bateria cu litiu polimer va necesita cel puțin trei ore de încărcare pentru a se reîncărca. În acest caz, blocul nu se încălzește. Există două etape de umplere. Primul are loc până când se stabilește modul de vârf, care este menținut până când încărcarea atinge 70%. În condiții normale de tensiune, se acumulează o sarcină reziduală de 30%. Reîncărcarea trebuie efectuată conform unui program strict, așteptând descărcarea completă și efectuând procedura la fiecare 500 de ore de utilizare a dispozitivului. Acest mod menține un volum de umplere constant.

Bateria trebuie conectată numai la o sursă de alimentare stabilă, fără supratensiuni sau interferențe. Utilizați numai încărcătoare adecvate care corespund caracteristicilor menționate în descriere. Un punct important: în timpul procesului de încărcare, toți conectorii trebuie să fie conectați corect, nu trebuie permisă deconectarea. Elementele Li-Pol sunt extrem de sensibile la toate tipurile de suprasarcini, niveluri excesive de curent, șoc mecanic și hipotermie. Trebuie asigurată etanșeitatea elementelor solide.

Celulele Li-ion se încarcă folosind aproape aceleași principii ca și celulele polimerice, dar sunt mai sensibile și mai puțin fiabile în ceea ce privește siguranța. Timpul de încărcare pentru ambele tipuri este aproximativ același, dar elementul polimer este mai capricios în ceea ce privește calitatea punctului de alimentare.

Baterie litiu-ion mai bună

Bateriile cu litiu-ion sunt mai familiare consumatorilor, au o serie de avantaje operaționale:

• prețul este mai mic decât o baterie cu litiu polimer;
• dimensiunile standard standardizate vă permit să nu faceți greșeli atunci când alegeți un model;
• domeniu larg de aplicare.

Bateriile puternice cu litiu sunt utilizate eficient pentru dispozitivele care necesită un consum mare de curent pe termen scurt. Regimul de temperatură, ca și în cazul dispozitivelor pe bază de polimeri, este de o importanță cheie în timpul funcționării.

Utilizatorul mediu nu simte o diferență vizibilă, dar, din punctul de vedere al raționalității domeniului de aplicare, acest tip de baterie este convenabil în încărcătoare pentru următoarele echipamente:

• unelte fără fir (șurubelnițe, ferăstraie, polizoare);
• laptopuri;
• telefoane mobile;
• mașini electrice;
• roboți de casă;
• scaune cu rotile.

Înainte de a alege tipul optim de încărcare, trebuie să știi exact pentru ce dispozitiv va fi folosit. Acest lucru este deosebit de important dacă intenționați să utilizați și să deserviți universal mai multe dispozitive portabile simultan.

Este rațional să folosiți baterii cu litiu polimer unde greutatea și temperatura sunt factori importanți. Le este „frică” de îngheț și nu sunt foarte convenabile pentru unelte și gadgeturi portabile. Prin urmare, principalul domeniu de utilizare:

• quadcoptere;
• pistoale airsoft;
• jucării;
• Camere CCTV.

Atunci când alegeți tipul adecvat de încărcător, acordați atenție domeniului de utilizare, costului și nivelului de siguranță. Citiți recenziile utilizatorilor despre produse de la diferiți producători și faceți o alegere.

Bateriile cu polimer litiu reprezintă un design îmbunătățit al bateriilor litiu-ion faimoase în lume. Este planificat ca aceste dispozitive să înlocuiască în curând dispozitivele de nichel-hidrură metalică și nichel-cadmiu de pe piață. baterii. 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, capacitatea lor energetică este de câteva ori mai mare decât structurile de nichel-hidrură metalică și nichel-cadmiu.

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

Specie

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

• Articole având electrolit omogen asemănător gelului , care este creat prin introducerea sărurilor de litiu în compoziția polimerilor.
• Articole având electrolit polimer uscat . Acest tip este produs 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 în elementul polimer este utilizat un electrolit lichid, 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 fabricate dintr-un polimer metalic. Cu toate acestea, la temperaturi scăzute, parametrii unor astfel de baterii sunt reduse semnificativ datorită cristalizării polimerului.

Există dezvoltări ale bateriilor polimerice care folosesc un anod metalic. Unele companii au reușit să extindă semnificativ intervalul de temperatură de funcționare și densitatea 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 rezultat, bateriile fabricate pot avea parametri complet diferiți. Dar toate companiile producătoare de astfel de baterii observă că funcționarea stabilă a bateriilor litiu-polimer este asigurată de omogenitatea electrolitului polimeric. Aceasta, la rândul său, depinde de numărul de componente, precum și de temperatura de polimerizare.

Opțiunile de baterie sunt deja produse cu o grosime de doar 1 milimetru. Datorită acestui fapt, producătorii pot produce dispozitive mobile foarte compacte.

De asemenea, bateriile cu polimer de litiu 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, are loc o creștere semnificativă a conductibilității. Conform designului, aceste baterii se disting prin compoziția lor electrolitică.

Esența tehnologiei polimerilor este că un electrolit este aplicat pe o peliculă de plastic. Nu permite conducerea energiei electrice, dar permite schimbul de ioni. Cu alte cuvinte, electrolitul polimer înlocuiește separatorul poros standard impregnat cu electrolit lichid. Datorită designului polimer 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 implementa astfel de baterii în pantofi, îmbrăcăminte, echipamente miniaturale și alte dispozitive.

Dar o baterie polimerică uscată are dezavantaje sub formă de conductivitate redusă și rezistență internă a polimerilor, ceea ce este inacceptabil pentru o serie de dispozitive mobile puternice. Pentru a face o baterie 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 în prezent cele mai populare.

Principiul de funcționare

Bateriile cu litiu polimer funcționează pe un principiu similar cu celulele litiu-ion, ceea ce înseamnă că funcționează pe o reacție chimică reversibilă. Aici, anodul este un material de carbon în care sunt introduși ioni de litiu. Catodul folosește oxizi de vanadiu, mangan sau cobalt. Funcționarea unei astfel de baterii se bazează pe capacitatea polimerilor de a se transforma într-o stare de semiconductor datorită includerii ionilor electrolitici în ei.

Sărurile de litiu sunt încă folosite 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. Ele pot fi amplasate într-o varietate de locații inaccesibile, deschizând noi posibilități pentru producătorii 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 cu o greutate redusă a bateriei. Datorită acestui fapt, este posibil să obțineți un purtător de energie care va avea o capacitate de câteva ori mai mare. Utilizarea bateriilor cu descărcare rapidă va oferi performanțe și mai mari. 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 face posibilă reducerea greutății bateriei și creșterea perioadei de funcționare a dispozitivelor. Bateriile cu polimer de litiu au demonstrat performanțe excelente la elicopterele 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, care sunt necesare pentru dispozitivele electronice care consumă relativ puțin curent. Acestea ar putea 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 instrumentele 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 restricții 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 sunt un pericol de incendiu în perioada 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 nu este utilizată corect, poate provoca un incendiu.
• Bateria cu litiu polimer nu trebuie utilizată imediat după încărcare. În primul rând, ar trebui să fie răcit la temperatura ambiantă. ÎN altfel bateria se poate defecta.
• Scurtcircuit nu este permis.
• Depresurizarea bateriei nu este permisă.
• Descărcarea bateriei este sub 3 volți.
• Nu încălziți peste 60 de grade.
• Bateriile nu trebuie expuse la microunde sau presiune. Acest lucru poate duce la fum, incendiu și consecințe mai grave.
• Este necesar să protejați bateria de deteriorare și șoc. Solicitarea mecanică puternică poate duce la deteriorarea structurii interne.

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

Beneficiile bateriilor cu polimer litiu

• Densitate energetică destul de mare.
• Mic parametru de auto-descărcare.
• Nu există efect de memorie.
• Bateriile cu litiu polimer sunt ușor superioare față de omologii lor cu litiu în ceea ce privește capacitatea bateriei și durata de utilizare.
• Producerea bateriilor de numai un milimetru grosime.
• Aplicații într-un interval de temperatură destul de larg: de la minus 20 la plus 40 de grade Celsius.
• Posibilitatea de a da bateriei forme diferite.
• Scădere ușoară de tensiune în timpul descărcării.

Baterii: Li-ion, Li-Pol, Li-ion-pol și regulile de funcționare a acestora

Puțină istorie și teorie:

Primele experimente privind crearea bateriilor cu litiuînceput în 1912 an, dar numai șase decenii mai târziu, la începutul anilor 70, au apărut pentru prima dată în dispozitivele de uz casnic. Mai mult, permiteți-mi să subliniez, acestea au fost doar baterii. Încercările ulterioare de a dezvolta baterii cu litiu (baterii reîncărcabile) au eșuat din cauza problemelor întâlnite în asigurarea funcționării lor în siguranță.

Litiul este 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 sunt capabile să ofere atât tensiune înaltă, cât 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, reducând stabilitatea termică și provocând potențialul ca starea termică să scape de sub control. Când se întâmplă acest lucru, temperatura elementului se apropie rapid de punctul de topire al litiului și are loc o reacție violentă, aprinzând gazele eliberate. De exemplu, un număr mare de baterii cu litiu pentru telefoane mobile expediate în Japonia în 1991 au fost rechemate după ce mai multe cazuri în care au luat foc și au provocat arsuri oamenilor.

Din cauza instabilității inerente a 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 Li-ion mai sigure.

Densitatea de energie a bateriilor Li-ion este de obicei de două ori mai mare decât densitatea NiCd standard și, în viitor, odată cu utilizarea de noi materiale active, este de așteptat să o crească în continuare și să obțină o superioritate de trei ori față de NiCd. Pe lângă capacitatea mare, bateriile Li-ion se comportă similar cu NiCd-urile atunci când sunt descărcate (caracteristicile lor de descărcare sunt similare, diferă doar ca tensiune).

Astăzi există multe tipuri de baterii Li-ion, și poți vorbi îndelung despre avantajele și dezavantajele unui tip sau altul, dar din punct de vedere al consumatorului, nu se poate distinge după aspect. Prin urmare, vom nota doar acele avantaje și dezavantaje care sunt caracteristice tuturor tipurilor și vom lua în considerare motivele care au dus la nașterea bateriilor litiu-polimer.

Principalele avantaje:

• Densitate mare de energie și, ca urmare, capacitate mare cu aceleași dimensiuni în comparație cu bateriile pe bază de nichel.
• Autodescărcare scăzută.
• Tensiune ridicată per celulă (3,6 V față de 1,2 V pentru NiCd și NiMH), ceea ce simplifică designul și, adesea, bateria este formată dintr-o singură celulă. Mulți producători de astăzi se concentrează pe utilizarea unei astfel de baterii cu o singură celulă pentru telefoane mobile (amintiți-vă Nokia). Cu toate acestea, pentru a oferi aceeași putere, trebuie furnizat un curent mai mare. Și aceasta necesită asigurarea unei rezistențe interne scăzute a elementului.
• Costuri reduse de întreținere (operare) deoarece nu există efect de memorie și nu sunt necesare cicluri periodice de descărcare pentru a restabili capacitatea.

Și dezavantaje:

• Bateria necesită un circuit de protecție încorporat (care îi crește și mai mult costul) care limitează tensiunea maximă pe fiecare celulă a bateriei în timpul încărcării și împiedică scăderea prea mică a tensiunii celulei la descărcare. În plus, limitează curenții maximi de încărcare și descărcare și controlează temperatura elementului. Ca urmare, posibilitatea metalizării cu litiu este practic exclusă.
• Bateria este supusă îmbătrânirii, chiar dacă nu este folosită și doar stă pe un raft. Procesul de îmbătrânire este tipic pentru majoritatea bateriilor Li-ion. Din motive evidente, producătorii tac cu privire la această problemă. O ușoară scădere a capacității se observă după un an, indiferent dacă bateria a fost în uz sau nu. După doi sau trei ani devine adesea inutilizabil. Cu toate acestea, bateriile altor sisteme electrochimice experimentează, de asemenea, modificări legate de vârstă, cu o deteriorare a parametrilor lor (acest lucru este valabil mai ales pentru NiMH expus la temperaturi ambientale ridicate). Pentru a reduce procesul de îmbătrânire, depozitați bateria, încărcată la aproximativ 40% din capacitatea sa nominală, într-un loc răcoros, departe de telefon.
• Cost mai mare comparativ cu bateriile NiCd.

Tehnologia de fabricare a bateriilor Li-ion se îmbunătățește constant. Este actualizat aproximativ o dată la șase luni și devine dificil de evaluat cât de bine funcționează bateriile noi după depozitare pe termen lung.

Într-un cuvânt, toată lumea este bună Li-ion baterie, dar există unele probleme în asigurarea siguranței operaționale și a costurilor ridicate. Încercările de a rezolva aceste probleme au dus la apariția polimerului de litiu (Li-pol sau Li-polimer) baterii.

Principala lor diferență față de Li-ion este inerentă denumirii în sine și se află în tipul de electrolit utilizat. Au folosit un electrolit polimer solid uscat, asemănător filmului de plastic și care nu conduce electricitatea, dar permite schimbul de ioni (atomi sau grupuri de atomi încărcate electric). Electrolitul polimer înlocuiește în esență separatorul tradițional poros impregnat cu electrolit utilizat în bateriile litiu-ion.

Acest design simplifică procesul de fabricație, este mai sigur și permite producerea de baterii subțiri, cu formă liberă. În plus, nu există risc de incendiu, deoarece nu există electrolit lichid sau gel. Cu o grosime a elementului de aproximativ un milimetru, dezvoltatorii de echipamente sunt liberi să aleagă forma, forma și dimensiunea, inclusiv inclusiv implementarea acesteia în fragmente de îmbrăcăminte.

Dar până acum, din păcate, bateriile uscate Li-polimer au conductivitate electrică insuficientă la temperatura camerei. Rezistența lor internă este prea mare și nu poate furniza cantitatea de curent necesară pentru dispozitivele moderne de comunicație și alimentarea hard disk-urilor laptopurilor. În același timp, atunci când este încălzită la 60 °C sau mai mult, conductivitatea electrică crește la un nivel acceptabil, dar acest lucru nu este potrivit pentru utilizare în masă.

Vă întrebați, cum poate fi acest lucru, pe piață se vând bateriile Li-polimer, producătorii echipează telefoane și computere cu ele, dar aici spunem că nu sunt încă pregătite pentru utilizare comercială. Este foarte simplu. În acest caz, vorbim de baterii care nu au electrolit solid uscat. Pentru a crește conductivitatea electrică a bateriilor mici Li-polimer, li se adaugă o anumită cantitate de electrolit asemănător gelului. Și majoritatea bateriilor Li-polimer folosite astăzi pentru telefoanele mobile sunt de fapt hibrizi, deoarece conțin un electrolit asemănător gelului. Se numesc polimer litiu-ion. Dar majoritatea producătorilor, în scopuri publicitare și pentru promovarea pieței, îi etichetează pur și simplu drept Li-polimer.

În primul rând, care este diferența dintre bateriile Li-ion și Li-polimer cu electrolit în gel adăugat? Deși caracteristicile și eficiența ambelor sisteme sunt foarte asemănătoare, unicitatea bateriei cu polimer Li-ion (o puteți numi așa) este că folosește în continuare un electrolit solid, înlocuind un separator poros. Electrolitul de gel este adăugat numai pentru a crește conductivitatea ionică.

Toate telefoanele, smartphone-urile și PDA-urile moderne sunt echipate cu baterii pe bază de litiu: litiu-ion sau litiu-polimer, așa că în viitor vom vorbi despre ele. Astfel de baterii au o capacitate și o durată de viață excelente, dar necesită o respectare foarte strictă a anumitor reguli de funcționare.

Aceste reguli pot fi împărțite în două grupuri:

• Independent de utilizator
• Dependent de utilizator.

ÎN primul Acest grup include regulile fundamentale pentru încărcarea și descărcarea bateriilor, care sunt controlate de un dispozitiv (controler) încorporat în baterie, precum și uneori de un controler suplimentar situat în dispozitivul însuși. Aceste reguli sunt simple:

• Bateria trebuie să rămână într-o stare pe toată durata de viață în care tensiunea sa să nu depășească 4,2 volți și să nu scadă sub 2,7 volți. Aceste tensiuni sunt indicatori ai încărcării maxime (100%) și, respectiv, minime (0%). Tensiunea minimă menționată mai sus se aplică bateriilor cu electrozi de cocs, totuși majoritatea bateriilor moderne au electrozi de grafit. Pentru ei, tensiunea minimă este de 3 volți.
• Cantitatea de energie furnizată de o baterie atunci când încărcarea acesteia se schimbă de la 100% la 0% este capacitatea acesteia. Unii producători limitează tensiunea maximă la 4,1 volți, în timp ce bateria durează mai mult, dar capacitatea sa este redusă cu aproximativ 10%. De asemenea, uneori pragul inferior se ridică la 3,0-3,3 volți, în funcție de materialul electrozilor, cu aceleași consecințe.
• Durata de viață a bateriei este cea mai bună la aproximativ 45% de încărcare, iar pe măsură ce nivelul de încărcare crește sau scade, durata de viață a bateriei scade. Dacă încărcarea se încadrează în limitele furnizate de controlerul bateriei (vezi mai sus), modificarea durabilității nu este semnificativă.
• Dacă, din cauza circumstanțelor, tensiunea bateriei depășește limitele specificate mai sus, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, durata de viață a bateriei se reduce dramatic. Astfel de condiții se numesc supraîncărcare și supradescărcare și sunt foarte periculoase pentru baterie.

Controlerele de baterie proiectate pentru diferite dispozitive, dacă sunt realizate cu o calitate adecvată, nu vor permite niciodată ca tensiunea bateriei să depășească 4,2 volți în timpul încărcării, dar, în funcție de scopul bateriei, pot limita tensiunea minimă în timpul descărcării în diferite moduri. Deci, într-o baterie destinată, să zicem, unei șurubelnițe sau a unui motor de model de mașină, tensiunea minimă va fi cel mai probabil cu adevărat minimul admis, dar pentru un PDA sau smartphone va fi mai mare, deoarece tensiunea minimă de 2,7-3,0 volți poate pur și simplu să nu fie suficient pentru a opera dispozitivul electronic Prin urmare, în dispozitive complexe precum telefoane, PDA-uri etc. Funcționarea controlerului încorporat în baterie în sine este completată de controlerul din dispozitivul însuși.

Să vorbim despre procesul de încărcare a bateriilor cu litiu.Încărcătorul oricărei baterii cu litiu este o sursă de tensiune constantă de 5 volți, capabilă să furnizeze un curent egal cu aproximativ 0,5-1,0 din capacitatea bateriei pentru încărcare. Deci, dacă capacitatea bateriei este de 1000 mA h, încărcătorul trebuie să furnizeze un curent de încărcare de cel puțin 500 mA și nominal de 1 amper.

Există mai multe moduri de încărcare pentru bateriile cu litiu.

Să începem cu modul care este standard la Sony. Acest mod necesită un timp lung de încărcare și un controler complex, dar oferă cea mai completă încărcare a bateriei.

In timpul primei faze de incarcare, care dureaza aproximativ 1 ora, bateria se incarca cu curent constant pana cand tensiunea bateriei ajunge la 4,2 volti. După aceasta începe a doua etapă, cu durata tot de aproximativ o oră, timp în care controlerul, menținând tensiunea bateriei la exact 4,2 volți, reduce treptat curentul de încărcare. Când curentul de încărcare scade la o anumită valoare (aproximativ 0,2 din capacitatea bateriei), începe a treia etapă de încărcare, timp în care curentul de încărcare continuă să scadă, iar tensiunea la bornele bateriei rămâne la același nivel - 4,2 volți. A treia etapă, spre deosebire de primele două, are o durată strict definită, determinată de temporizatorul încorporat în controler - 1 oră. După a treia etapă, controlerul deconectează complet bateria de la încărcător.

Nivelul de încărcare a bateriei la sfârșitul primei etape este de 70%, la sfârșitul celei de-a doua - 90%, iar la sfârșitul celei de-a treia - 100%.

Multe companii, în efortul de a reduce costul dispozitivelor lor, folosesc moduri simplificate de încărcare a bateriei, de exemplu, oprirea încărcării atunci când tensiunea bateriei atinge 4,2 volți, adică folosind doar prima etapă de încărcare. În acest caz, bateria se încarcă rapid, dar, din păcate, doar până la 70% din capacitatea sa reală. Nu este dificil să determinați că dispozitivul dvs. are un controler atât de simplificat - durează aproximativ 3 ore, nu mai puțin, pentru a se încărca complet.

La al doilea grup include reguli de funcționare pe care tu și cu mine le putem influența, crescând sau scăzând astfel în mod semnificativ durata de viață a bateriei. Aceste reguli sunt după cum urmează:

• trebuie să încercați să nu aduceți bateria la o încărcare minimă și, cu atât mai mult, la o stare în care mașina se oprește singură, ei bine, dacă se întâmplă acest lucru, atunci trebuie să încărcați bateria cât mai curând posibil.
• Nu trebuie să vă temeți de reîncărcările frecvente, inclusiv de cele parțiale, atunci când nu se obține o încărcare completă - acest lucru nu dăunează bateriei.

Contrar opiniei multor utilizatori, supraîncărcarea dăunează bateriilor cu litiu nu mai puțin și chiar mai mult decât descărcarea profundă. Controlerul, desigur, limitează nivelul maxim de încărcare, dar există o subtilitate. Este bine cunoscut faptul că capacitatea bateriei depinde de temperatură. Deci, dacă, de exemplu, am încărcat bateria la temperatura camerei și am primit o încărcare de 100%, atunci când ieșim în frig și mașina se răcește, nivelul de încărcare al bateriei poate scădea la 80% sau mai puțin. Dar situația opusă poate fi și adevărată. O baterie încărcată la temperatura camerei la 100%, atunci când este ușor încălzită, se va încărca, să zicem, la 105%, iar acest lucru este foarte, foarte nefavorabil pentru ea. Astfel de situații apar atunci când se operează o mașină care a stat mult timp în suport. În timpul funcționării, temperatura dispozitivului și odată cu aceasta crește bateria, dar încărcarea este deja plină...

În acest sens, regula spune: dacă trebuie să lucrați într-un suport, mai întâi deconectați mașina de la încărcător, lucrați la el și, când ajunge la modul de temperatură „de luptă”, conectați încărcătorul.

Apropo, această regulă se aplică și proprietarilor de laptopuri și alte gadget-uri.

Condiții ideale pentru depozitarea pe termen lung a bateriei- aceasta este a fi în afara dispozitivului cu o încărcare de aproximativ 50%. O baterie funcțională nu necesită îngrijire timp de luni de zile (aproximativ șase luni).

Și în sfârșit, mai multe informații.

• - Contrar credinței populare, bateriile cu litiu, spre deosebire de cele cu nichel, nu au aproape niciun „efect de memorie”, prin urmare, așa-numita „antrenament” a unei noi baterii cu litiu practic nu are sens. Pentru liniștea dumneavoastră, este suficient să încărcați și să descărcați complet noua baterie o dată sau de două ori. Acest lucru este necesar pentru calibrarea controlerului suplimentar.
• - Posesorii de dispozitive știu că puteți încărca bateria atât de la un încărcător, cât și de pe USB. În același timp, imposibilitatea încărcării de pe USB provoacă adesea nedumerire. Faptul este că, conform „legii”, un controler USB trebuie să furnizeze un curent de aproximativ 500 mA dispozitivelor periferice conectate la acesta. Cu toate acestea, există situații în care fie controlerul în sine nu poate furniza un astfel de curent, fie dispozitivul este conectat la un controler USB de care este deja agățat un fel de periferic, consumând o parte din energie. Deci nu există suficient curent pentru încărcare, mai ales dacă bateria este prea descărcată.
• - Bateriile care conțin litiu CHIAR NU LE PLACE CONGELAREA. Încercați întotdeauna să evitați utilizarea mașinii în condiții de frig puternic - vă veți lăsa duși de cap și bateria va trebui schimbată. Desigur, dacă ați scos aparatul din buzunarul interior cald al jachetei și ați făcut câteva notițe sau apeluri, apoi ați pus micul animal înapoi, nu vor fi probleme.
• - Practica arată că bateriile cu litiu (nu doar bateriile) își reduc capacitatea atunci când presiunea atmosferică scade (la altitudini mari, în avion). Acest lucru nu dăunează bateriilor, dar ar trebui să fiți conștienți de acest lucru.
• - Se întâmplă că, după achiziționarea unei baterii cu capacitate crescută (să zicem, 2200 mA h în loc de standardul 1100 mA h), după câteva zile de utilizare a bateriei noi, mașina începe să se comporte ciudat: se blochează, se oprește, bateria pare să se încarce, dar oarecum ciudat etc. Este posibil ca încărcătorul dvs., care funcționează cu succes pe o baterie „nativă”, pur și simplu să nu poată furniza suficient curent de încărcare pentru o baterie de mare capacitate. Soluția este să achiziționați un încărcător cu o ieșire de curent mare (de exemplu, 2 amperi în loc de 1 amperi anterior).

6 persoane au apreciat postarea

Caracteristicile bateriilor cu polimer litiu și regulile de funcționare a acestora

O baterie cu litiu polimer este o versiune modificată a bateriilor litiu-ion. Principala diferență este utilizarea unui material polimeric care acționează ca un electrolit. La acest polimer se adaugă incluziuni conductoare cu compuși de litiu. Astfel de baterii au fost dezvoltate activ în ultimii ani și sunt utilizate în telefoane mobile, tablete, laptopuri, modele radiocontrolate și alte echipamente. Deși bateriile cu litiu nu sunt capabile să furnizeze curenți mari de descărcare, unele tipuri speciale de baterii cu polimer pot furniza curenți care depășesc semnificativ capacitatea lor. Deoarece bateriile cu polimer litiu se răspândesc rapid pe piață, trebuie să înțelegeți designul, regulile de funcționare și măsurile de siguranță ale acestora atunci când le manipulați. Acest lucru va fi discutat în materialul nostru de astăzi.

Avantajul înlocuirii unui electrolit organic lichid cu unul polimeric este de a crește siguranța funcționării bateriei. Acest lucru este foarte important pentru bateriile cu litiu. Utilizarea sigură în scopuri comerciale a fost cea care a împiedicat dezvoltarea lor încă de la început. In plus, electrolitul polimer ofera mult mai multa libertate atunci cand alegeti forma bateriei.

• Cercetătorii erau ocupați în principal să selecteze un electrolit polimeric pentru bateriile cu modele metalice de litiu și Li─Ion. În teorie, densitatea de energie a bateriilor polimer poate fi crescută de câteva ori în comparație cu cele cu litiu-ion. Astăzi, se pot distinge mai multe grupuri de baterii Li─Pol, care diferă în compoziția electrolitului:
• Cu electrolit omogen asemănător gelului. Se obține ca urmare a introducerii sărurilor de litiu în structura polimerului;
• Cu electrolit polimer uscat. Acest tip este realizat pe baza de oxid de polietilenă cu diferite săruri de litiu;

Dacă comparăm polimeri și electroliții lichizi, este de remarcat conductivitatea ionică mai mică a primilor. Scade semnificativ la temperaturi sub zero. Deci, o problemă a fost selectarea unei compoziții pentru un electrolit cu conductivitate ridicată. Și a doua sarcină importantă a fost extinderea intervalului de temperatură de funcționare a bateriilor polimerice. Modelele de baterii litiu-polimer utilizate în tehnologia modernă nu sunt inferioare ca caracteristici față de Li-Ion.

Deoarece nu există electrolit lichid într-o baterie polimerică, siguranța lor de funcționare este mult mai mare. În plus, pot fi realizate în aproape orice formă și configurație.

Recipientele unor modele, care conțin borcanul în sine, sunt realizate din polimer metalizat. Datorită cristalizării electrolitului polimeric, parametrii acestor baterii se reduc semnificativ la temperaturi scăzute.

Există dezvoltări ale bateriilor polimerice cu anod metalic. Oamenii de știință au reușit să atingă o densitate mare de curent și o extindere semnificativă a intervalului de temperatură de funcționare. Aceste tipuri de baterii pot fi utilizate și în diverse electronice portabile și electrocasnice. Multe companii de top produc deja astfel de baterii.

Mai mult, diferiți producători pot avea diferite materiale pentru electrozi, compoziția electroliților și tehnologia de asamblare în sine. Din acest motiv, parametrii acestor baterii sunt foarte diferiți. Cu toate acestea, toți producătorii sunt de acord că stabilitatea funcționării Li─Pol este puternic influențată de omogenitatea electrolitului polimer. Și depinde de temperatura de polimerizare și de raportul componentelor.

Acum sunt multe experimente care au fost efectuate care demonstrează nivelul mai ridicat de siguranță al bateriilor polimerice în comparație cu cele ionice. Acest lucru se aplică la supraîncărcare, descărcare accelerată, vibrații, compresie, scurtcircuit, perforare a bateriilor cu polimer litiu.

Există exemple de baterii cu litiu polimer care au o grosime de 1 milimetru. Astfel de modele permit designerilor de dispozitive mobile să creeze echipamente foarte compacte. Acest lucru deschide noi posibilități de reducere a dimensiunii dispozitivelor electronice. Pentru a reduce rezistența internă a bateriilor Li-Pol, se adaugă un electrolit cu gel. Bateriile folosite la telefoanele mobile folosesc acest tip de electrolit. Acestea combină caracteristicile bateriilor polimerice și ionice.

Care este diferența dintre bateriile Li─Ion și Li─Pol. Ele se referă la caracteristicile lor electrice și sunt apropiate. Dar modelele polimerice folosesc un electrolit solid. Componenta gel este adăugată la electrolit pentru a reduce rezistența internă a bateriei și pentru a stimula procesele de schimb ionic.

În ceea ce privește intensitatea lor energetică, bateriile cu polimer litiu au o intensitate energetică specifică de 4-5 ori mai mare și de 3-4 ori mai mare. Ambele tipuri aparțin . Comparația se face cu acestea, deoarece bateriile cu litiu au înlocuit în mare măsură bateriile alcaline în electronicele mobile.

Bateriile Li-Pol au o resursă de 500-600 de cicluri de încărcare-descărcare (la un curent de descărcare de 2C). Conform acestui indicator, ele sunt inferioare celor de cadmiu (1 mie de cicluri) și corespund aproximativ celor cu hidrură metalică.

Tehnologia de producție și designul sunt îmbunătățite în mod constant, iar în viitor, probabil, caracteristicile se vor îmbunătăți. De asemenea, este de remarcat faptul că în 1-2 ani o baterie polimerică își pierde aproximativ 20% din capacitatea sa. În acest parametru ele corespund bateriilor ionice.

Trebuie remarcat faptul că printre bateriile polimerice pentru uz comercial există 2 mari categorii. Acestea sunt obișnuite și cu descărcare rapidă. Acestea din urmă sunt adesea numite Hi descărcare. Diferența dintre aceste grupuri este curentul de descărcare maxim admisibil. Poate fi indicat în valoare absolută sau ca multiplu al capacității nominale.

KKM2500 desemnează un model obișnuit cu o capacitate de 2500 mAh, iar marcajul KKM2000HD reprezintă o baterie cu descărcare rapidă cu o capacitate de 2000 mAh. Modelele cu descărcare rapidă nu sunt utilizate în aparatele electrocasnice și electronice de larg consum. Bateriile de la telefoane mobile și tablete nu pot rezista curenților mari de descărcare și, prin urmare, sunt echipate cu protecție împotriva unor astfel de moduri de funcționare.

Domeniile de aplicare ale bateriilor cu polimer litiu decurg din sarcinile care au fost puse pe parcursul dezvoltării lor. Acest lucru mărește timpul de funcționare al dispozitivului și reduce greutatea acestuia. Modelele standard Li─Pol funcționează în diverse electronice cu un consum redus de curent. Acestea sunt laptopuri, smartphone-uri, e-readere, tablete.

Această piață este cea mai atractivă pentru producătorii de baterii polimerice. În domeniul de funcționare a dispozitivelor cu curenți de descărcare foarte mari (până la 50 C), bateriile cu litiu polimer sunt inferioare celor alcaline. Poate că în viitor modelele cu litiu vor depăși această limitare. În ceea ce privește prețul, sunt aproximativ la fel ca hidrura de nichel-metal.

Funcționarea bateriilor cu litiu polimer

Siguranţă

• Bateriile cu litiu, în general, și bateriile cu polimer în special, necesită o manipulare destul de delicată în timpul funcționării. Ce trebuie să rețineți când utilizați baterii Li─Pol:
• Încărcarea excesivă a bateriei este dăunătoare (peste 4,2 volți per celulă a bateriei);
• Nu trebuie permise scurtcircuite;
• Este inacceptabilă descărcarea cu curenți care duc la încălzirea bateriei cu mai mult de 60 de grade Celsius;
• Bateria nu poate fi depresurizată;
• Nu descărcați bateria sub 3 volți;
• Încălzirea peste 60 de grade este inacceptabilă;

Depozitarea descărcată nu este permisă.

Nerespectarea acestor reguli poate duce la un incendiu în cel mai rău caz și, în cel mai bun caz, o pierdere semnificativă a capacității.

De asemenea, este de remarcat faptul că trebuie să respectați regimul de temperatură și să preveniți supraîncălzirea bateriei polimer. Acesta este punctul slab al tuturor bateriilor cu litiu. Dacă bateria se încălzește până la 70 de grade, atunci începe o reacție spontană în ea, care transformă energia în căldură. Rezultatul este aprinderea și uneori explozie. Dacă este posibil să se controleze tensiunea bateriei, atunci aceasta ar trebui monitorizată îndeaproape la sfârșitul descărcării.

Un alt motiv pentru care bateriile cu litiu se defectează este depresurizarea. În niciun caz, aerul nu trebuie să pătrundă în interiorul recipientului bateriei polimer. Inițial, carcasa este sigilată și nu trebuie supusă la impact sau scăpată. Dacă lipiți cabluri, atunci trebuie să faceți acest lucru extrem de atent.

Înainte de a depozita o baterie polimerică, este recomandat să o încărcați la jumătate. Bateria trebuie depozitată într-un loc răcoros ferit de lumina directă a soarelui.

Ca toate bateriile, bateriile cu litiu polimer au auto-descărcare, dar este mai mică decât cea a bateriilor cu plumb sau alcaline.

Fără o durată de viață adecvată a bateriei, întregul scop al unui dispozitiv mobil se pierde. Utilizatorul se trezește legat de rețeaua electrică și nu poate fi în contact în timpul mișcării. În compania „Magazin-Details.RU” puteți cumpăra o baterie litiu-polimer și puteți rezolva problemele cu descărcarea rapidă a dispozitivului.

Cum să comanzi o baterie litiu-polimer la Magazin-Details.RU

Doriți să cumpărați rapid baterii Li-Pol și să nu așteptați livrarea pieselor de schimb? Contactați magazinul nostru. Suntem furnizori ai centrelor de service și magazinelor de piese de schimb de top și suntem, de asemenea, preferați de clienții de retail din toată țara.

Compania noastră vinde și cooperează direct cu producătorii de echipamente de câțiva ani. Suntem specializati in furnizarea de piese de schimb originale de inalta calitate. Acest lucru garantează clientului o viață neîntreruptă a bateriei.

Tot aici vei gasi baterii Li-Ion pentru laptopuri, smartphone-uri, telefoane si tablete.

Compania noastra se straduieste sa simplifice pe cat posibil procedura de comanda. Pentru a cumpăra o baterie polimer litiu-ion, clientul nu trebuie să piardă timpul și să vină la biroul nostru. Toate problemele vor fi rezolvate rapid prin intermediul site-ului web, prin e-mail sau prin telefon.

Compania „Magazin-Details.RU” cooperează cu persoane juridice și persoane fizice. Plata pentru comanda dvs. se poate face prin servicii populare și sisteme de plată fără a părăsi casa dumneavoastră.

Livrarea bateriilor litiu-polimer pentru smartphone-uri se realizează prin servicii de curierat, companii de transport sau Poșta Rusă. De asemenea, puteți ridica mărfurile la un moment convenabil de la depozitul nostru.