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.

Specificații	Li-ion	Li-Pol
Intensitatea energetică		scăzut, numărul de cicluri de încărcare și descărcare este mai mic
Dimensiune standard	selecție mică	alegere mare, independență față de formatul de celule standard
	ceva mai greu
		aproape de două ori mai mare pentru aceeași dimensiune
Durata de viata	aproximativ la fel	aproximativ la fel
Risc de explozie și incendiu	mai înalt	protecție încorporată împotriva scurgerilor de electroliți și supraîncărcării
Timp de încărcare
	până la 0,1% lunar	mai putin activ

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 curentului. 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 caz contrar, bateria poate fi deteriorată.
• 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.

Cum să încărcați și să utilizați corect o baterie cu polimer litiu?

Gadgeturile moderne folosesc din ce în ce mai multe baterii cu polimer litiu. Acest tip de baterie a apărut nu cu mult timp în urmă. Designul și materialele folosite sunt îmbunătățite treptat. Bateriile Li-Pol pot fi găsite în tablete, unele modele de smartphone-uri și laptop-uri. Ele sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în jucăriile și modelele controlate radio. Primim destul de multe întrebări despre cum să încărcăm astfel de baterii. Acest lucru a fost deja menționat în unele articole. Deoarece acest subiect este la mare căutare, am decis să îl includem într-o postare separată.

Cum să încărcați și să utilizați corect bateriile Li─Pol?

Acum, direct despre cum să încărcați bateriile cu polimer litiu și despre funcționarea corectă a acestora. Mai întâi trebuie să înțelegeți că o baterie cu litiu polimer trebuie să aibă o tensiune în anumite limite pe toată durata de viață. Aceste limite sunt în majoritatea cazurilor de la 2,7 la 4,2 volți. Aceste valori corespund taxelor minime și maxime.

De asemenea, merită să înțelegeți că capacitatea bateriei reprezintă cantitatea de energie stocată pe care o eliberează atunci când este complet descărcată de la o încărcare de 100%. Adesea, aceste baterii au un prag de tensiune superior limitat la 4,1 V. Acest lucru reduce ușor capacitatea, dar crește durata de viață a bateriei. La urma urmei, stările limită (încărcare completă și descărcare) sunt dăunătoare pentru bateriile Li─Pol. Acest lucru se explică prin faptul că, în această stare, ionii de litiu sunt încorporați maxim în rețeaua cristalină a catodului sau anodului. A fi în astfel de state limită chiar și pentru o perioadă scurtă de timp îi afectează negativ durata de viață.

Astfel, puteți obține durata maximă de viață a unei baterii cu polimer de litiu menținând nivelul de încărcare la 40-60 la sută. Adesea, bateriile reîncărcabile la vânzare au aproximativ acest nivel de încărcare. Aceste limite pot fi controlate chiar de utilizator, iar încărcarea minimă și maximă a bateriei este controlată de o placă specială. Se numește controler de încărcare-descărcare.

Utilizatorii pot fi sfătuiți să încarce bateria fără a aștepta până când este complet descărcată. De asemenea, nu ar trebui să-l încărcați la capacitate maximă. La 80% încărcare este foarte posibil să îl deconectați de la adaptor. Rămâne doar să adăugăm că în electronice (tablete, laptopuri, smartphone-uri) funcționarea plăcii de control este adesea completată de un circuit de alimentare în dispozitivul însuși.

Ce ar trebui să-și amintească utilizatorii când încarcă bateria?

Există o serie de reguli simple pentru utilizator atunci când folosește baterii Li─Pol:

• Nu lăsați bateria să se descarce la minimum. În special, nu este recomandat să așteptați până când telefonul, tableta, etc., dacă se întâmplă acest lucru, încărcați imediat bateria;
• Nu vă fie teamă să vă reîncărcați des. Adică folosiți priza în orice moment adecvat. Dacă bateria cu litiu nu este încărcată complet, încărcarea frecventă nu o va dăuna. Puteți, de exemplu, să folosiți un laptop pentru a vă încărca telefonul. Pentru a face acest lucru, pur și simplu conectați-l la un port USB. De asemenea, puteți reîncărca puțin încărcarea bateriei de la bricheta din mașină, dacă aveți adaptorul corespunzător. Și este în regulă dacă nu încărcați complet bateria. Dimpotrivă, acesta este cel mai bun mod pentru bateriile Li─Pol;
• Supraîncărcarea bateriei poate apărea chiar și în timpul funcționării normale a controlerului. Motivul pentru aceasta poate fi o creștere a temperaturii. De exemplu, bateria este complet încărcată, iar controlerul deconectează cutia de la încărcare. Dacă continuați să încărcați dispozitivul, acesta poate deveni ușor cald. În consecință, și bateria se va încălzi. Odată cu temperatura crește și încărcarea bateriei. Și acest lucru nu ajută la creșterea duratei de viață a bateriei cu polimer litiu;
• În mod ideal, încărcarea bateriei Li-Pol ar trebui să fie de 50%. În condiții reale, acest lucru este dificil. Dar menținerea unei încărcări în intervalul de 30-80 la sută este destul de posibilă.

Care este diferența dintre o baterie cu litiu polimer și o baterie cu ioni?

Marea majoritate a rezidenților țărilor dezvoltate au telefoane mobile, tablete și laptopuri. Când achiziționați un gadget dintr-un magazin, cel mai probabil, nici nu vă gândiți la tipul de baterie pe care îl conține. Și acest lucru nu este surprinzător. Tehnologiile se dezvoltă rapid, inclusiv în domeniul bateriilor. Nu cu mult timp în urmă, bateriile Ni─Cd au fost folosite în electronicele mobile, care au fost ulterior înlocuite cu Ni─MH. Apoi a apărut litiu-ionul, care a cucerit rapid piața gadgeturilor portabile. Și acum sunt stoarse de bateriile cu polimer de litiu. La un moment dat, utilizatorul începe să se gândească la ce fel de baterie are. Care sunt avantajele și dezavantajele sale? În acest articol vom încerca să înțelegem care este diferența dintre o baterie cu litiu polimer și o baterie cu litiu-ion.

Lucrările la crearea bateriilor cu litiu se desfășoară de ceva 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 de 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 litiu-metalul este foarte activ și are un potențial electrochimic ridicat. Utilizarea sa în baterii poate crește semnificativ densitatea de energie. Bateriile cu electrozi metalici Li, care au fost primele dezvoltate, au tensiune mare și capacitate mare. Cu toate acestea, funcționarea constantă a unei astfel de baterii în modul de încărcare și descărcare duce la faptul că electrodul de litiu se schimbă.

Acest lucru duce la faptul că stabilitatea funcționării este perturbată și există riscul de aprindere din cauza reacției necontrolate a bateriei. Celula bateriei se încălzește rapid și, atunci când temperatura crește până la punctul în care litiul se topește, are loc o reacție violentă la aprindere. Acest lucru a fost asociat cu rechemarea primelor baterii cu 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. Din cauza faptului că a trebuit să renunțăm la utilizarea litiului metalic, densitatea de energie a scăzut oarecum. Dar, pe de altă parte, problemele de siguranță în timpul funcționării bateriei au fost rezolvate. 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 sunt descărcate, bateriile Li─Ion prezintă caracteristici similare cu Ni─Cd. Singurul lucru în care sunt inferioare lor este funcționarea 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 prin materialul utilizat ca catod, factor de formă și alți parametri. Ele sunt caracterizate în mod unic printr-un design care include electrozi scufundați într-un electrolit lichid care conține ioni de litiu. Această celulă a bateriei este plasată într-o carcasă metalică etanșă (oțel, aluminiu). Pentru a controla procesele de încărcare și descărcare în bateriile litiu-ion, există o placă de circuit imprimat numită controler.

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

Avantajele Li─Ion

• Autodescărcare ușoară;
• Densitate mare de energie și capacitate în comparație cu cele alcaline;
• 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 permite simplificarea semnificativă a designului. Telefoanele, de exemplu, folosesc baterii care conțin doar o singură celulă;
• Nu există efect de memorie, ceea ce înseamnă că întreținerea bateriei este simplificată.

Dezavantajele Li─Ion

• Este necesar un controler. Aceasta este o placă de circuit imprimat care controlează tensiunea celulei sau celulelor bateriei, dacă există mai multe dintre ele. Placa controlează, de asemenea, curentul maxim de descărcare și, în unele cazuri, temperatura cutiei. Fără un controler, funcționarea în siguranță a unei baterii litiu-ion este imposibilă;
• Degradarea sistemului Li─Ion are loc chiar și în timpul depozitării. Adică după un an, capacitatea bateriei scade simțitor, chiar dacă nu este folosită. Bateriile de alte tipuri (alcaline, plumb-acide) se degradează, de asemenea, treptat în timpul depozitării, dar în ele acest lucru este mai puțin pronunțat;
• Prețul ionului de litiu este mai mare decât cadmiul sau .

Capacitățile tehnologiei litiu-ion 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 link-ul furnizat.

baterie Li-Pol

Din cauza problemelor legate de asigurarea siguranței la încărcarea și descărcarea bateriilor Li─Ion, a început dezvoltarea ulterioară a modificărilor acestor baterii. Ca rezultat, au fost dezvoltate bateriile cu polimer de litiu. Diferența lor față de cele ionice este în electrolitul folosit. Merită spus că primele dezvoltări în această direcție au fost realizate simultan cu tehnologia Li─Ion. În secolul trecut, a fost folosit pentru prima dată un electrolit uscat fabricat dintr-un polimer solid. În aparență, arată ca o folie de plastic. Acest polimer nu conduce curentul, dar nu interferează cu schimbul de ioni, care implică mișcarea atomilor încărcați sau a grupurilor acestora. Pe lângă faptul că conține electrolit, polimerul acționează și ca un separator poros între electrozi.

Noul design a îmbunătățit siguranța și a simplificat producția de baterii. Și chiar mai important este că bateriile cu polimer de litiu pot fi produse în aproape orice formă și grosimi foarte mici (până la 1 milimetru).

Acest lucru face posibilă realizarea diferitelor dispozitive alimentate cu baterii Li─Pol subțiri, compacte și elegante. Unele baterii cu polimer de litiu pot fi chiar cusute în îmbrăcăminte.

Dacă încălzești o baterie cu litiu polimer la 60 de grade Celsius, conductivitatea crește. Evident, 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 temperaturi ridicate. Există opțiuni atunci când sunt instalate elemente de încălzire pentru a asigura temperatura necesară pentru funcționarea normală a bateriei.

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

Deci, aproape toate bateriile cu polimer de litiu din gadgeturile mobile moderne folosesc un electrolit asemănător gelului. Prin design, acestea sunt un hibrid de baterii ionice și polimer. Care este diferența dintre bateriile ionice și polimerice cu electrolit 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. După cum sa menționat mai sus, acționează și ca un separator poros. Și electrolitul în stare de gel este folosit pentru a crește conductivitatea electrică a ionilor.

Bateriile cu litiu polimer sunt din ce în ce mai răspândite pe piață și sunt viitorul. De cel puţin, pe segmentul de electrocasnice și electronice de larg consum. Dar până acum implementarea lor nu este foarte activă. Unii experți din piață explică acest lucru spunând că s-au investit prea mulți bani în dezvoltarea bateriilor Li-Ion. Iar investitorii vor pur și simplu să „recupereze” banii investiți. citeste linkul.