Baterii cu litiu polimer (Li-Po). Baterie cu litiu polimer

Vă întrebați: „Ce să alegeți: baterie Li-Ion sau Li-Po?” Vom explica în detaliu diferențele dintre aceste două tipuri de baterii.

După cum știm cu toții, puterea unui încărcător portabil depinde în mare măsură de calitatea bateriilor din interiorul dispozitivului. Există două tipuri de baterii pe piață astăzi care sunt folosite pentru a produce încărcătoare portabile: baterii Li-Ion și Li-Po.

Li-Ion sau Li-Po: Care este diferența și ce să alegeți

Pentru informarea utilizatorilor, una dintre întrebările frecvente referitoare la încărcătoarele portabile este: care este diferența dintre bateriile Li-Ion și Li-Po și, de asemenea, care este mai bună. Să ne dăm seama.

Ce sunt Li-Ion și Li-Po?

Li-Ion este prescurtare pentru litiu-ion, iar Li-Po este prescurtare pentru litiu-polimer. Terminațiile „ionic” și „polimer” sunt o indicație a catodului. O baterie cu litiu-polimer constă dintr-un catod polimer și un electrolit solid, în timp ce o baterie cu litiu-ion constă din carbon și un electrolit lichid. Ambele baterii sunt reîncărcabile și apoi, într-un sens sau altul, ambele îndeplinesc aceeași funcție. În general, bateriile litiu-ion sunt mai vechi decât bateriile cu polimer litiu, dar sunt încă utilizate pe scară largă datorită costului redus și întreținerii reduse. Bateriile cu litiu-polimer sunt considerate mai avansate, cu caracteristici îmbunătățite care oferă un nivel mai ridicat de siguranță, prin urmare, astfel de baterii sunt mai scumpe decât bateriile litiu-ion.

Există multe configurații de baterii Li-Ion. Cele mai comune baterii litiu-ion pentru încărcătoare portabile sunt bateriile 18650 cu un diametru de 18 mm și o lungime de 65 mm, în care 0 indică o configurație cilindrică. Mai mult de 60% dintre încărcătoarele portabile sunt fabricate din 18650 de celule de baterie. Dimensiunea și greutatea acestor celule le permit să fie utilizate cu ușurință în multe dispozitive electronice. De asemenea, tehnologiile de fabricație nu stau pe loc.

Pe măsură ce consumatorii solicită din ce în ce mai mult încărcătoare portabile mai ușoare și mai mici, limitările bateriilor litiu-ion devin din ce în ce mai evidente. Așadar, producătorii se deplasează pentru a produce baterii modulare litiu-polimer mai ușoare și mai plate pentru încărcătoarele portabile noi. În plus, bateriile Li-Polymer au mai puține șanse să explodeze, astfel încât încărcătoarele portabile nu mai trebuie să aibă un strat protector încorporat, în timp ce majoritatea bateriilor Li-ion 18650 trebuie doar să fie prevăzute cu un strat protector.

Să rezumam diferențele dintre ionul de litiu și polimerul de litiu sub forma unui tabel.

Caracteristici cheie	Li-Ion	Li-Po
Densitatea energiei	Înalt	Scăzut, cu mai puține cicluri în comparație cu Li-Ion
Versatilitate	Scăzut	Înalt, producătorii nu sunt legați de formatul standard de celule
Greutate	Puțin mai greu	Plămânii
Capacitate	De mai jos	Același volum al bateriei Li-Po este aproape de două ori mai mare decât Li-Ion
Ciclu de viață	Mare	Mare
Pericol de explozie	Superior	Siguranța îmbunătățită reduce riscul de supraîncărcare, precum și de scurgeri de electroliți
Timp de incarcare	Inca putin	mai scurt
Purtabilitatea	Pierde mai puțin de 0,1% din eficacitatea sa în fiecare lună	Mai lent decât bateriile Li-Ion
Preț	Mai ieftin	Mai scump

După ce ați studiat toate avantajele, dezavantajele și caracteristicile celor două tipuri de baterii, puteți fi sigur că nu există o concurență puternică între ele. Deși bateria litiu-ion este mai subțire și mai elegantă, bateriile litiu-ion au o densitate de energie mai mare și sunt mult mai ieftine de produs.

Prin urmare, nu ar trebui să plătiți atentie specialaîn funcție de tipul bateriei, alegeți doar un încărcător portabil de marcă care se potrivește cerințelor dumneavoastră. La urma urmei, la aceste baterii sunt adăugate o mulțime de substanțe chimice, așa că rămâne de văzut care dintre ele vor dura cel mai mult.

Încărcătoarele portabile au devenit un element integrant 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:

Preț;
raport greutate/capacitate;
Siguranță;
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 a 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
Marimea 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 viață	aproximativ la fel	aproximativ la fel
Risc de explozie și incendiu	mai inalt	protecție încorporată împotriva scurgerilor de electroliți și supraîncărcării
Timp de incarcare
	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 viață

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 perioadă lungă de timp nu au fost utilizate deloc, va avea loc totuși o reducere a resurselor.

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;
Celulare;
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.

Bateria cu litiu polimer este o versiune îmbunătățită a bateriei tradiționale cu litiu-ion. Principala sa diferență este utilizarea unui material polimeric special, în care incluziunile conductoare de litiu asemănătoare gelului sunt folosite ca umplutură. Acest tip de baterie este folosit în multe modele de dispozitive mobile, telefoane, dispozitive digitale, mașini controlate radio și așa mai departe.

O baterie tradițională cu polimer de litiu pentru uz casnic nu poate furniza prea mult curent. Cu toate acestea, astăzi există varietăți speciale de astfel de dispozitive care pot furniza un curent de multe ori mai mare decât capacitatea sa în amperi-ore.

Design baterie cu litiu polimer

Diferența dintre polimerul de litiu și stocarea energiei cu ioni de litiu este tipul de electrolit utilizat. Bateriile polimerice folosesc un polimer special cu o soluție care conține litiu, în timp ce bateriile cu ioni folosesc un electrolit de gel obișnuit. Sistemele de alimentare ale majorității modelelor moderne folosesc o baterie cu litiu polimer. Acest lucru se datorează faptului că oferă curenți de descărcare mai puternici. Cu toate acestea, nu există o divizare prea strictă între aceste tipuri de baterii, deoarece diferă doar prin natura electrolitului. Acest lucru se aplică caracteristicilor de încărcare și descărcare, regulilor de funcționare și măsurilor de siguranță.

Principalele caracteristici

O baterie modernă litiu-polimer cu aceeași masă este mult mai consumatoare de energie decât bateriile cu nichel-cadmiu (NiCd) și nichel-hidrură metalică (NiMH). Au un număr de cicluri de funcționare de aproximativ 500-600. Să reamintim că pentru NiCd este de 1000 de cicluri, iar pentru NiMH este de aproximativ 500. La fel ca litiu-ionul, purtătorii polimeri de asemenea îmbătrânesc în timp. Prin urmare, după 2 ani, o astfel de baterie își va pierde până la 20% din capacitatea sa.

Tipuri de baterii cu litiu polimer de putere

Astăzi există două tipuri principale de astfel de baterii - standard și cu descărcare rapidă. Ele diferă prin nivelul curentului maxim de descărcare. Acest indicator este indicat fie în unități de capacitate a bateriei, fie în amperi. În cele mai multe cazuri, nivelul maxim al curentului de descărcare nu depășește 3C. Cu toate acestea, unele modele pot produce un curent de 5C. În dispozitivele cu descărcare rapidă, este permis un curent de descărcare de până la 8-10C. Cu toate acestea, modelele cu descărcare rapidă nu sunt folosite pentru aparatele de uz casnic.

Caracteristicile aplicației

Utilizarea unei baterii litiu-polimer poate crește semnificativ timpul de funcționare al motorului electric, reducând în același timp greutatea bateriei în sine. Prin urmare, dacă înlocuiți o baterie obișnuită NiMH de 650 mAh cu două baterii obișnuite cu litiu-polimer, puteți obține de 3 ori mai multă energie energetică. Mai mult, o astfel de baterie va fi cu peste 10 g mai ușoară. Dacă luați baterii cu descărcare rapidă, atunci puteți obține performanțe și mai mari. Un astfel de sistem va fi o opțiune excelentă nu numai pentru modelele mici de avioane sau elicoptere, ci și pentru dispozitive radiocontrolate impresionante.

Bateriile cu polimer litiu, spre deosebire de bateriile litiu-ion, au funcționat bine în elicopterele mici, cum ar fi Hummingbird și Piccolo. Modelele similare cu motoare cu comutator convenționale pot zbura cu două baterii polimerice timp de o jumătate de oră. Când utilizați un motor fără perii, acest timp crește la 50 de minute. Acest tip de baterie este considerată o opțiune ideală pentru aeronavele ușoare de interior. Eficiența lor în acest caz este determinată de greutatea lor mult mai ușoară în comparație cu bateriile NiCd.

Singurul domeniu în care o baterie litiu-polimer este inferioară NiCd-ului este utilizarea sa în dispozitive cu curenți de descărcare ultra-înalți de până la 50 C. Cu toate acestea, este foarte posibil ca în câțiva ani să apară baterii mai puternice de acest tip. . În același timp, prețurile pentru bateriile litiu-polimer, litiu-ion și NiCd sunt aproximativ aceleași pentru aceeași masă de dispozitive.

Caracteristici de funcționare

Regulile de funcționare pentru bateriile litiu-polimer și litiu-ion sunt în mare măsură similare. Când utilizați o baterie polimerică, trebuie să evitați anumite situații periculoase care îi pot provoca daune ireparabile:

încărcarea dispozitivului cu o tensiune de 4,2 volți pe borcan;
descărcare cu curenți cu o capacitate de sarcină care o depășește pe cea corespunzătoare;
descărcare cu o tensiune sub 3 volți pe celulă;
depresurizarea bateriei;
încălzirea dispozitivului peste 60 de grade;
depozitare pe termen lung într-o stare complet descărcată.

Bateriile cu litiu polimer și litiu-ion prezintă pericol de incendiu atunci când sunt supraîncălzite și supradescărcate. Pentru a combate acest fenomen, toate bateriile moderne sunt echipate cu un sistem electronic încorporat care previne supradescărcarea sau supraîncălzirea. Acesta este motivul pentru care o baterie cu litiu polimer necesită algoritmi speciali de încărcare.

Încărcător

Procesul de încărcare a bateriilor litiu-polimer nu este practic diferit de încărcarea bateriilor litiu-ion. Încărcarea majorității bateriilor litiu-polimer cu un curent de încărcare de pornire de 1C se realizează în aproximativ 3 ore. Pentru a obține o încărcare completă, este necesar să aveți tensiunea bateriei corespunzătoare pragului superior. În plus, o condiție necesară este reducerea curentului de încărcare la 3% din valoarea nominală. Mai mult, în timpul unei astfel de încărcări, o astfel de baterie rămâne întotdeauna rece. Dacă doriți să păstrați bateria în permanență încărcată, atunci este indicat să reîncărcați aproximativ o dată la 500 de ore, ceea ce corespunde la 20 de zile. De regulă, încărcarea se efectuează de obicei atunci când tensiunea la bornele bateriei scade la 4,05 V. Încărcarea este oprită după ce tensiunea la borne atinge 4,2 V.

Temperatura de încărcare

Majoritatea bateriilor litiu-polimer pot fi încărcate la o temperatură de 5-45 de grade la un curent de 1C. Dacă temperatura este în intervalul de la 0 la 5 grade, atunci se recomandă trecerea la un curent de 0,1C. Încărcarea la temperaturi sub zero este complet interzisă în acest caz. În mod tradițional, se crede că cele mai favorabile condiții pentru încărcare sunt 15-25 de grade. Deoarece toate procesele de încărcare ale bateriilor litiu-polimer și litiu-ion sunt aproape identice, pot fi utilizate aceleași încărcătoare pentru ele.

Condiții de descărcare

În mod tradițional, acest tip de baterie se descarcă la o tensiune de 3,0 V per baterie. Cu toate acestea, unele tipuri de dispozitive trebuie să fie descărcate la un prag minim de 2,5V. Producătorii de dispozitive mobile oferă un prag de oprire de 3,0V, care va fi potrivit pentru orice tip de baterie. Adică, pe măsură ce bateria se descarcă în timp ce dispozitivul mobil este pornit, tensiunea scade treptat și, când ajunge la 3.0V, dispozitivul te avertizează automat și se oprește. Cu toate acestea, dispozitivul continuă să consume ceva energie din baterie. Acest lucru este necesar pentru a detecta când este apăsat butonul de pornire sau pentru alte funcții similare. De asemenea, energia de aici poate fi folosită pentru propriul circuit de protecție și control. Mai mult, un nivel scăzut de auto-descărcare rămâne caracteristic purtătorilor de litiu-polimer. Prin urmare, dacă lăsați astfel de baterii pentru o perioadă lungă de timp, tensiunea din ele poate scădea sub 2,5V, ceea ce este foarte dăunător. Toate sistemele interne de protecție și control pot fi dezactivate. Ca urmare, astfel de baterii nu mai pot fi încărcate cu încărcătoare convenționale. În plus, descărcarea completă este foarte dăunătoare structurii interne a bateriei. Prin urmare, o baterie complet descărcată trebuie încărcată în prima etapă cu un curent minim de 0,1C.

Temperatura în timpul descărcării

Bateria cu litiu polimer funcționează cel mai bine la temperatura camerei. Dacă utilizați dispozitivul în medii mai calde, durata de viață a bateriei poate fi redusă semnificativ. În ceea ce privește bateria litiu-ion, această baterie funcționează cel mai bine la temperaturi ridicate. Inițial împiedică creșterea rezistenței interne a bateriei, care se crede că este un rezultat al îmbătrânirii. Cu toate acestea, ulterior producția de energie este redusă și o creștere a temperaturii accelerează procesul de îmbătrânire datorită creșterii rezistenței interne.

Bateria cu litiu polimer are condiții de funcționare ușor diferite, deoarece are un electrolit uscat și solid. Temperatura ideală pentru funcționarea sa este de 60-100 de grade. Prin urmare, un astfel de purtător de energie a devenit o opțiune ideală pentru sursele de energie de rezervă în regiunile cu climă caldă. Sunt amplasate special într-o carcasă termoizolantă cu elemente de încălzire încorporate alimentate de la o rețea externă.

Bateria cu litiu polimer are o capacitate și o durabilitate superioare bateriei cu litiu-ion.
Ușurință de utilizare în condiții de câmp când nu există nicio modalitate de a controla temperatura.
Densitate mare de energie pe unitate de greutate și volum.
Autodescărcare scăzută.
Elemente subțiri nu mai mult de 1 mm.
Flexibilitatea formei.
Fără efect de memorie.
Gamă largă de temperatură de funcționare de la -20 la +40 °C.
Cădere nesemnificativă de tensiune în timpul descărcării.

Dezavantajele bateriilor cu polimer litiu:

Eficiență scăzută la temperaturi de -20 de grade și mai jos.
Preț mare.

O baterie electrică este o sursă chimică reutilizabilă de curent electric. În bateriile de acest tip apar procese chimice interne reversibile, care asigură utilizarea lor ciclică repetată (încărcare/descărcare) pentru stocarea energiei electrice și alimentarea diferitelor echipamente electrice în absența accesului la o rețea electrică casnică.

Principiul de funcționare al bateriilor se bazează pe reversibilitatea reacțiilor chimice care au loc în acestea. Acumularea încărcării bateriei se realizează prin încărcarea acesteia, adică prin trecerea unui curent electric în sens opus față de mișcarea curentului atunci când bateria este descărcată.

O baterie este mai multe baterii conectate împreună într-un circuit electric.

Caracteristica principală a bateriei este capacitatea sa. Capacitatea bateriei este încărcarea maximă utilizabilă a bateriei. Sau, cu alte cuvinte, capacitatea bateriei este cantitatea de energie pe care o oferă o baterie complet încărcată atunci când este descărcată la cea mai mică tensiune admisă. În sistemul SI, capacitatea bateriei este măsurată în coulombi, dar de obicei se folosește o unitate care nu este de sistem - amperi-oră. 1 A/h = 3600 C. De asemenea, capacitatea bateriei poate fi indicată în wați oră. O altă caracteristică principală a bateriilor electrice este tensiunea de ieșire a bateriei. Cunoscând tensiunea de ieșire a bateriei, puteți converti cu ușurință capacitatea bateriei indicată în wați-oră la cea mai comună amperi-oră.

Caracteristicile electrice ale bateriilor depind de materialul electrozilor și de compoziția electrolitului. Tabelul de mai jos prezintă cele mai utilizate tipuri de baterii electrice.

Tip baterie	Tensiune de ieșire (V)	Zona de aplicare
Acid de plumb		troleibuze, tramvaie, mașini, motociclete, stivuitoare electrice, stivuitoare, tractoare electrice, alimentare de urgență, surse de alimentare neîntreruptibile
nichel-cadmiu (NiCd)		scule electrice de constructii, troleibuze, aparate electrocasnice
hidrură de nichel metal (NiMH)		aparate electrocasnice, masini electrice
litiu-ion (Li‑ion)	3,7 (3.6)	dispozitive mobile, scule electrice pentru construcții, vehicule electrice
polimer de litiu (Li-pol)	3,7 (3.6)	dispozitive mobile, vehicule electrice
nichel-zinc (NiZn)		aparate electrocasnice

Pe măsură ce bateria este utilizată, tensiunea de ieșire și curentul acesteia scad. Când toată încărcarea este folosită, bateria nu mai funcționează. Încărcați bateriile de la orice sursă de curent continuu cu o tensiune mai mare, limitând în același timp curentul. De obicei, curentul de încărcare, măsurat în amperi, este de 1/10 din capacitatea nominală a bateriei (în amperi oră). Unele tipuri de baterii au limitări diferite care trebuie luate în considerare atunci când încărcați bateria și când o utilizați. De exemplu, bateriile NiMH sunt sensibile la supraîncărcare, în timp ce bateriile cu litiu sunt sensibile la supradescărcare, tensiune și temperatura ambiantă. Bateriile NiCd și NiMH au un „efect de memorie”. Se exprimă printr-o scădere a capacității bateriei atunci când se încarcă o baterie incomplet descărcată. De asemenea, aceste tipuri de baterii au o autodescărcare semnificativă, adică își pierd treptat încărcarea chiar și atunci când nu sunt conectate la o sarcină. Încărcarea prin picurare ajută la combaterea acestui efect.

Baterie litiu-ion (Li-ion)- un tip de baterie electrică care este cel mai utilizat în dispozitivele electronice moderne de consum. Acum astfel de baterii sunt folosite în telefoane mobile, laptopuri, tablete, mașini electrice, camere digitale, camere video etc.

Pentru prima dată, G.N a preluat dezvoltarea bateriilor cu litiu. Lewis în 1912. Dar abia în anii 1970 au început să apară primele exemple comerciale de celule primare cu litiu.

În anii 80 ai secolului trecut, s-au efectuat un număr mare de experimente, în timpul cărora s-a constatat că, la ciclul unei surse de curent cu un electrod metalic de litiu, pe suprafața litiului se formează dendrite. Ca rezultat, dendritele cresc la electrodul pozitiv și are loc un scurtcircuit în interiorul celulei cu litiu. Acest lucru a scos din funcțiune astfel de surse de alimentare. Temperatura din interiorul bateriei atinge punctul de topire al litiului. Acest lucru face ca bateria să explodeze.

În efortul de a dezvolta o sursă sigură de energie cu litiu, inginerii au condus la înlocuirea litiului metalic instabil în ciclu din baterie cu compuși interstițiali de litiu în oxizi de carbon și metale de tranziție. Cele mai frecvent utilizate materiale pentru crearea bateriilor cu litiu sunt grafitul și oxidul de litiu cobalt (LiCoO2). Într-o astfel de baterie, în timpul încărcării-descărcării, ionii de litiu se deplasează de la un electrod de implantare la altul și înapoi. Deși astfel de materiale electrozi au o energie electrică specifică care este de câteva ori mai mică decât cea a litiului, bateriile bazate pe acestea sunt mult mai sigure. Primele baterii litiu-ion au fost dezvoltate de Sony în 1991. În prezent, Sony este cel mai mare producător de baterii pe bază de litiu.

Caracteristici:

Densitatea energetică: de la 110 la 200 W*h/kg

Rezistență internă: 150 până la 250 mOhm (pentru baterie de 7,2 V)

Numărul de cicluri de încărcare/descărcare până la pierderea capacității de 20%: de la 500 la 1000

Timp de încărcare rapidă: 2-4 ore

Supraîncărcare admisă: foarte scăzută

Autodescărcare la temperatura camerei: aproximativ 7% pe an

Tensiunea maximă a celulei: aproximativ 4,2 V (bateria complet încărcată)

Tensiune minimă: aproximativ 2,5 V (bateria complet descărcată)

Curent de sarcină raportat la capacitate (C):

Vârf: mai mult de 2C

Cel mai acceptabil: nu mai mult de 1C

Interval de temperatură de funcționare: -20 °C până la +60 °C

Dispozitiv .

Inițial, cocsul a fost folosit ca anozi, dar mai târziu a fost folosit grafit. Catod se folosesc oxizii de litiu cu cobalt sau mangan.

Când bateriile cu litiu-ion sunt încărcate, are loc următoarea reacție chimică:

pe catozi: LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe −

pe anozi: С + xLi + + xe − → CLi x

În timpul încărcării bateriei, are loc o reacție inversă.

Avantajele bateriilor cu litiu.

1. Densitate mare de energie.

2. Autodescărcare scăzută.

3. Fără „efect de memorie”.

4. Ușurință în utilizare.

Dezavantajele bateriilor cu litiu.

1. Bateriile cu litiu-ion sunt susceptibile la distrugere explozivă atunci când sunt supraîncărcate sau supraîncălzite. Pentru a evita acest efect, toate bateriile cu litiu de uz casnic sunt echipate cu un circuit electronic încorporat care controlează încărcarea bateriei, prevenind supraîncărcarea și supraîncălzirea acesteia.

2. Dacă nu sunt utilizate cu atenție, bateriile pot avea un ciclu de viață mai scurt decât alte tipuri de baterii. O descărcare profundă a bateriei distruge complet celulele cu litiu-ion.

3. Condițiile optime de depozitare pentru bateriile litiu-ion se realizează la încărcare de 40-50% din capacitatea bateriei și la o temperatură ambientală de aproximativ 5 °C. Temperatura scăzută este un factor mai important pentru pierderea redusă de capacitate în timpul depozitării pe termen lung.

4. Condițiile stricte de încărcare pentru bateriile litiu-ion fac ca utilizarea acestora în energie alternativă să fie extrem de incomodă. Acest lucru se întâmplă deoarece turbinele eoliene și panourile solare nu pot furniza curent constant pe tot parcursul ciclului de încărcare.

Îmbătrânire.

Chiar dacă nu se folosește o baterie cu litiu, aceasta începe să îmbătrânească imediat după producție.

Bateriile cu polimer litiu și litiu-ion își pierd capacitatea atunci când sunt încărcate, spre deosebire de bateriile cu nichel și nichel-hidrură metalică. Cu cât este mai mare încărcarea bateriei și temperatura în timpul depozitării, cu atât durata de viață a acestuia este mai scurtă. Este mai bine să păstrați bateriile cu litiu încărcate la 40-50% și la o temperatură de 0 până la 10 °C. Supraîncărcarea, precum și supradescărcarea, reduce capacitatea acestor baterii.

Baterie cu litiu polimer (Li-pol sau Li-polimer)- Acesta este cel mai avansat design al unei baterii litiu-ion. Folosește un material polimeric cu incluziuni de umplutură conducătoare de litiu asemănătoare gelului ca electrolit. Sunt utilizate pe scară largă în smartphone-uri, telefoane mobile și alte echipamente digitale.

Bateriile obișnuite de uz casnic cu litiu-polimer nu pot furniza un curent ridicat, dar au fost dezvoltate baterii speciale cu litiu-polimer de putere care pot furniza un curent de 10 sau mai multe ori valoarea numerică a capacității. Astfel de baterii sunt utilizate pe scară largă în modelele controlate radio, precum și în sculele electrice și în unele vehicule electrice moderne. Baterii similare sunt folosite în noua tehnologie de conversie a energiei de frânare - KERS.

Avantajele bateriilor cu litiu polimer.

1. Densitate mare de energie pe unitate de volum și masă.

2. Autodescărcare scăzută.

3. Grosimea mică a elementelor - de la 1 mm.

4. Capacitatea de a obține forme foarte flexibile;

5. Nu o cădere mare de tensiune pe măsură ce descărcarea progresează.

6. Numărul de cicluri de funcționare este de la 300 la 500, cu curenți de descărcare de 2C până la o pierdere de capacitate de 20%.

Dezavantajele bateriilor cu litiu polimer.

1. Bateriile sunt un pericol de incendiu dacă sunt supraîncărcate sau supraîncălzite. Pentru a evita acest efect, toate bateriile cu litiu de uz casnic sunt echipate cu un circuit electronic încorporat care controlează încărcarea bateriei, prevenind supraîncărcarea și supraîncălzirea acesteia. Sunt necesari, de asemenea, algoritmi speciali de încărcare.

2. Intervalul de temperatură de funcționare al bateriilor cu polimer litiu este limitat. Aceste elemente nu funcționează bine la frig.

La fel ca bateriile litiu-ion, bateriile cu polimer litiu sunt supuse îmbătrânirii.

Atenţie! Când utilizați materialele site-ului, este necesar un link către.

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.

Firma noastră vinde și colaborează 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.

Puteți afla costul exact al pieselor pe site-ul nostru. Managerii magazinelor actualizează constant sortimentul, informațiile despre prețuri și solduri.

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