Ličio jonų ir ličio polimerų baterijos – kas geriau?

Įvadas

Ličio jonų ir ličio polimerų baterijos – kas geriau? Sparčiai besivystančiame technologijų ir nešiojamų energijos sprendimų pasaulyje ličio jonų (Li-ion) ir ličio polimerų (LiPo) akumuliatoriai išsiskiria kaip du pagrindiniai varžovai. Abi technologijos turi ryškių pranašumų ir turi savo unikalų pritaikymą, išskiriančios jas energijos tankio, ciklo trukmės, įkrovimo greičio ir saugumo požiūriu. Vartotojams ir įmonėms naršant savo energijos poreikius, labai svarbu suprasti šių baterijų tipų skirtumus ir pranašumus. Šiame straipsnyje gilinamasi į abiejų baterijų technologijų subtilybes ir pateikiamos įžvalgos, padedančios asmenims ir įmonėms priimti pagrįstus sprendimus, pritaikytus jų specifiniams poreikiams.

Kuo skiriasi ličio jonų ir ličio polimerų baterijos?

Ličio jonų ir ličio polimerų baterijų privalumai ir trūkumai Palyginimo paveikslėlis

Ličio jonų (Li-ion) baterijos ir ličio polimero (LiPo) baterijos yra dvi pagrindinės baterijų technologijos, kurių kiekviena pasižymi skirtingomis savybėmis, kurios tiesiogiai veikia naudotojo patirtį ir vertę praktikoje.

Pirma, ličio polimerų baterijos išsiskiria energijos tankiu dėl savo kietojo kūno elektrolito, kuris paprastai siekia 300–400 Wh/kg, gerokai viršijantis 150–250 Wh/kg ličio jonų akumuliatorių. Tai reiškia, kad galite naudoti lengvesnius ir plonesnius įrenginius arba sukaupti daugiau energijos tokio paties dydžio įrenginiuose. Naudotojams, kurie dažnai keliauja arba reikalauja ilgesnio naudojimo, tai reiškia ilgesnį akumuliatoriaus veikimo laiką ir daugiau nešiojamų įrenginių.

Antra, ličio polimerų baterijų ciklas yra ilgesnis, paprastai svyruoja nuo 1500–2000 įkrovimo ir iškrovimo ciklų, palyginti su 500–1000 ličio jonų baterijų ciklų. Tai ne tik prailgina prietaisų tarnavimo laiką, bet ir sumažina baterijų keitimo dažnumą, taip sumažinant priežiūros ir keitimo išlaidas.

Kitas svarbus privalumas yra greito įkrovimo ir iškrovimo galimybės. Ličio polimerų baterijos palaiko iki 2-3C įkrovimo greitį, leidžiantį gauti pakankamai energijos per trumpą laiką, žymiai sumažinant laukimo laiką ir padidinant įrenginio prieinamumą bei patogumą vartotojui.

Be to, ličio polimerų baterijos turi santykinai mažą savaiminio išsikrovimo greitį, paprastai mažiau nei 1% per mėnesį. Tai reiškia, kad galite laikyti atsargines baterijas ar įrenginius ilgesnį laiką be dažno įkrovimo, palengvinant naudojimą avariniu ar atsarginiu atveju.

Kalbant apie saugą, kietojo kūno elektrolitų naudojimas ličio polimerų baterijose taip pat prisideda prie didesnio saugumo ir mažesnės rizikos.

Tačiau kai kurie vartotojai gali atsižvelgti į ličio polimerų baterijų kainą ir lankstumą. Dėl savo technologinių pranašumų ličio polimerų baterijos paprastai yra brangesnės ir siūlo mažiau dizaino laisvės, palyginti su ličio jonų akumuliatoriais.

Apibendrinant galima teigti, kad ličio polimerų baterijos siūlo vartotojams nešiojamesnį, stabilesnį, efektyvesnį ir ekologiškesnį energijos sprendimą dėl didelio energijos tankio, ilgo tarnavimo laiko, greito įkrovimo ir iškrovimo galimybių bei mažo savaiminio išsikrovimo greičio. Jie ypač tinka programoms, kurioms reikalingas ilgas baterijos veikimo laikas, didelis našumas ir saugumas.

Greito ličio jonų ir ličio polimerų baterijų palyginimo lentelė

(Patarimai: faktiniai veikimo parametrai gali skirtis dėl skirtingų gamintojų, gaminių ir naudojimo sąlygų. Todėl priimant sprendimus rekomenduojama remtis konkrečiomis techninėmis specifikacijomis ir gamintojų pateiktomis nepriklausomų bandymų ataskaitomis.)

Kaip greitai įvertinti, kuri baterija jums tinka

Individualūs klientai: kaip greitai įvertinti, kokią bateriją įsigyti

Atvejis: elektrinio dviračio akumuliatoriaus pirkimas

Įsivaizduokite, kad ketinate įsigyti elektrinį dviratį ir turite dvi akumuliatoriaus parinktis: ličio jonų akumuliatorių ir ličio polimero akumuliatorių. Štai jūsų svarstymai:

1. Energijos tankis: Norite, kad jūsų elektrinis dviratis būtų ilgesnis.
2. Ciklo gyvenimas: nenorite dažnai keisti baterijos; norite ilgai veikiančios baterijos.
3. Įkrovimo ir iškrovimo greitis: norite, kad akumuliatorius būtų greitai įkrautas ir sutrumpėtų laukimo laikas.
4. Savaiminio išsikrovimo greitis: planuojate retkarčiais naudoti elektrinį dviratį ir norite, kad akumuliatorius laikui bėgant išlaikytų įkrovą.
5. Saugumas: Jums labai rūpi sauga ir norite, kad akumuliatorius neperkaistų ir nesprogtų.
6. Kaina: turite biudžetą ir norite baterijos, kurios kainos ir kokybės santykis būtų geras.
7. Dizaino lankstumas: norite, kad baterija būtų kompaktiška ir neužimtų per daug vietos.

Dabar sujungkime šiuos svarstymus su vertinimo lentelės svoriais:

Iš aukščiau esančios lentelės matome, kad ličio polimerų akumuliatorius surinko 61 tašką, o ličio jonų akumuliatorius – 54 taškus.

Pagal jūsų poreikius:

• Jei pirmenybę teikiate energijos tankiui, įkrovimo ir iškrovimo greičiui bei saugumui ir galite sutikti su šiek tiek didesne kaina, tuomet rinkitėsLičio polimero baterijagal jums labiau tiktų.
• Jei esate labiau susirūpinę dėl išlaidų ir dizaino lankstumo ir galite sutikti su trumpesniu ciklo tarnavimo laiku bei šiek tiek lėtesniu įkrovimo ir iškrovimo greičiu, tadaLičio jonų baterijagal tiktų labiau.

Tokiu būdu galite priimti labiau pagrįstą pasirinkimą, atsižvelgdami į savo poreikius ir aukščiau pateiktą įvertinimą.

Verslo klientai: kaip greitai įvertinti, kokią bateriją įsigyti

Namų energijos kaupimo baterijų taikymo kontekste platintojai daugiau dėmesio skirs akumuliatoriaus ilgaamžiškumui, stabilumui, saugai ir ekonomiškumui. Pateikiame vertinimo lentelę, kurioje atsižvelgiama į šiuos veiksnius:

Atvejis: Akumuliatorių tiekėjo pasirinkimas namų energijos kaupimo baterijų pardavimui

Įrengdami namų energijos kaupimo baterijas daugeliui vartotojų, platintojai turi atsižvelgti į šiuos pagrindinius veiksnius:

1. Ekonomiškumas: Platintojai turi pasiūlyti didelio ekonomiškumo akumuliatorių sprendimą.
2. Ciklo gyvenimas: Vartotojai nori, kad baterijos būtų ilgai tarnaujančios ir kurių įkrovimo bei iškrovimo ciklai būtų dideli.
3. Saugumas: Namų aplinkoje saugumas yra ypač svarbus, o baterijos turi turėti puikų saugumą.
4. Tiekimo stabilumas: Tiekėjai turi turėti galimybę užtikrinti stabilų ir nuolatinį baterijų tiekimą.
5. Techninė pagalba ir aptarnavimas: Siūlykite profesionalią techninę pagalbą ir aptarnavimą po pardavimo, kad patenkintumėte vartotojų poreikius.
6. Prekės ženklo reputacija: tiekėjo prekės ženklo reputacija ir rinkos rezultatai.
7. Montavimo patogumas: Akumuliatoriaus dydis, svoris ir montavimo būdas yra svarbūs tiek naudotojams, tiek platintojams.

Atsižvelgdami į minėtus veiksnius ir priskirdami svorius:

Iš aukščiau esančios lentelės matome, kad ličio polimerų akumuliatorius surinko 52 balus, o ličio jonų akumuliatorius – 50 taškų.

Todėl, renkantis tiekėją daugeliui namų energijos kaupimo baterijų vartotojų,Ličio polimero baterijagali būti geresnis pasirinkimas. Nepaisant šiek tiek didesnių sąnaudų, atsižvelgiant į ciklo trukmę, saugumą, tiekimo stabilumą ir techninę pagalbą, jis gali pasiūlyti vartotojams patikimesnį ir efektyvesnį energijos kaupimo sprendimą.

Kas yra ličio jonų baterija?

Ličio jonų akumuliatoriaus apžvalga

Ličio jonų baterija yra įkraunama baterija, kuri kaupia ir išskiria energiją perkeldama ličio jonus tarp teigiamo ir neigiamo elektrodo. Jis tapo pagrindiniu daugelio mobiliųjų įrenginių (tokių kaip išmanieji telefonai, nešiojamieji kompiuteriai) ir elektrinių transporto priemonių (pavyzdžiui, elektromobilių, elektrinių dviračių) maitinimo šaltiniu.

Ličio jonų akumuliatoriaus sandara

1. Teigiamo elektrodo medžiaga:
   • Teigiamas ličio jonų akumuliatoriaus elektrodas paprastai naudoja ličio druskas (pvz., ličio kobalto oksidą, ličio nikelio mangano kobalto oksidą ir kt.) ir anglies pagrindu pagamintas medžiagas (pvz., natūralus arba sintetinis grafitas, ličio titanatas ir kt.).
   • Teigiamo elektrodo medžiagos pasirinkimas turi didelę įtaką akumuliatoriaus energijos tankiui, ciklo trukmei ir kainai.
2. Neigiamas elektrodas (katodas):
   • Neigiamas ličio jonų akumuliatoriaus elektrodas paprastai naudoja anglies pagrindu pagamintas medžiagas, tokias kaip natūralus arba sintetinis grafitas.
   • Kai kurios didelio našumo ličio jonų baterijos taip pat naudoja tokias medžiagas kaip silicis arba ličio metalas kaip neigiamą elektrodą, kad padidintų akumuliatoriaus energijos tankį.
3. Elektrolitas:
   • Ličio jonų baterijose naudojamas skystas elektrolitas, paprastai ličio druskos, ištirpintos organiniuose tirpikliuose, pavyzdžiui, ličio heksafluorfosfate (LiPF6).
   • Elektrolitas tarnauja kaip laidininkas ir palengvina ličio jonų judėjimą, lemiantį akumuliatoriaus veikimą ir saugumą.
4. Atskyriklis:
   • Ličio jonų baterijoje esantis separatorius daugiausia pagamintas iš mikroporingų polimerų arba keraminių medžiagų, skirtų užkirsti kelią tiesioginiam teigiamo ir neigiamo elektrodo kontaktui, tuo pačiu leidžiant prasiskverbti ličio jonams.
   • Atskyriklio pasirinkimas labai paveikia akumuliatoriaus saugumą, ciklo tarnavimo laiką ir veikimą.
5. Korpusas ir sandariklis:
   • Ličio jonų akumuliatoriaus korpusas paprastai yra pagamintas iš metalinių medžiagų (pvz., aliuminio arba kobalto) arba specialaus plastiko, kad būtų užtikrinta struktūrinė atrama ir apsaugotų vidinius komponentus.
   • Akumuliatoriaus sandarinimo konstrukcija užtikrina, kad elektrolitas nenutekėtų ir neleidžia patekti į išorines medžiagas, taip išlaikomas akumuliatoriaus veikimas ir saugumas.

Apskritai ličio jonų baterijos pasižymi dideliu energijos tankiu, ciklo tarnavimo laiku ir našumu dėl sudėtingos struktūros ir kruopščiai atrinktų medžiagų derinių. Dėl šių savybių ličio jonų akumuliatoriai yra pagrindinis pasirinkimas šiuolaikiniams nešiojamiesiems elektroniniams prietaisams, elektrinėms transporto priemonėms ir energijos kaupimo sistemoms. Palyginti su ličio polimerų baterijomis, ličio jonų baterijos turi tam tikrų pranašumų dėl energijos tankio ir ekonomiškumo, tačiau taip pat susiduria su saugumo ir stabilumo iššūkiais.

Ličio jonų akumuliatoriaus veikimo principas

• Įkrovimo metu ličio jonai išsiskiria iš teigiamo elektrodo (anodo) ir per elektrolitą juda į neigiamą elektrodą (katodą), generuodami elektros srovę akumuliatoriaus išorėje, kad maitintų įrenginį.
• Iškrovimo metu šis procesas yra atvirkštinis, ličio jonai juda iš neigiamo elektrodo (katodo) atgal į teigiamą elektrodą (anodą), išlaisvindami sukauptą energiją.

Ličio jonų akumuliatoriaus pranašumai

1.Didelis energijos tankis

• Nešiojamumas ir lengvas: ličio jonų baterijų energijos tankis paprastai svyruoja nuo150-250 Wh/kg, leidžianti nešiojamiesiems įrenginiams, pvz., išmaniesiems telefonams, planšetiniams kompiuteriams ir nešiojamiesiems kompiuteriams, kaupti daug energijos santykinai mažame tūryje.
• Ilgalaikis naudojimas: Didelis energijos tankis leidžia įrenginiams veikti ilgesnį laiką ribotoje erdvėje, tenkinant naudotojų poreikius ilgesniam naudojimui lauke arba ilgesniam laikui, užtikrinantis ilgesnį baterijos veikimo laiką.

2.Ilgas tarnavimo laikas ir stabilumas

• Ekonominė nauda: Tipinė ličio jonų baterijų naudojimo trukmė svyruoja nuo500-1000 įkrovimo-iškrovimo ciklų, tai reiškia, kad reikia mažiau pakeisti akumuliatorių ir taip sumažinti bendrąsias nuosavybės išlaidas.
• Stabilus našumas: Akumuliatoriaus stabilumas reiškia pastovų veikimą ir patikimumą per visą jo eksploatavimo laiką, todėl sumažėja našumo pablogėjimo arba gedimo dėl baterijos senėjimo rizika.

3.Greito įkrovimo ir iškrovimo galimybė

• Patogumas ir efektyvumas: Ličio jonų baterijos palaiko greitą įkrovimą ir iškrovimą, o įprastas įkrovimo greitis pasiekia1-2C, atitinkantis šiuolaikinių vartotojų poreikius greitai įkrauti, sutrumpinti laukimo laiką ir pagerinti kasdienį gyvenimą bei darbo efektyvumą.
• Pritaikomas šiuolaikiniam gyvenimui: Greito įkrovimo funkcija atitinka greito ir patogaus įkrovimo poreikius šiuolaikiniame gyvenime, ypač keliaujant, dirbant ar kitais atvejais, kai reikia greitai papildyti akumuliatorių.

4.Nėra atminties efekto

• Patogūs įkrovimo įpročiai: Be pastebimo „atminties efekto“, vartotojai gali įkrauti bet kuriuo metu ir nereikia periodiškai visiškai iškrauti, kad išlaikytų optimalų veikimą ir sumažintų akumuliatoriaus valdymo sudėtingumą.
• Aukšto efektyvumo palaikymas: Jokio atminties efekto reiškia, kad ličio jonų akumuliatoriai gali nuolat užtikrinti efektyvų ir pastovų veikimą be sudėtingo įkrovimo ir iškrovimo valdymo, taip sumažinant priežiūros ir valdymo naštą naudotojams.

5.Žemas savaiminio išsikrovimo greitis

• Ilgalaikis saugojimas: Ličio jonų akumuliatorių savaiminio išsikrovimo greitis paprastai yra2-3% per mėnesį, reiškiantis minimalų akumuliatoriaus įkrovos praradimą ilgą laiką nenaudojant, išlaikant aukštą įkrovimo lygį budėjimo režimu arba naudojant avariniu būdu.
• Energijos taupymas: Mažas savaiminio išsikrovimo lygis sumažina energijos nuostolius nenaudojamuose akumuliatoriuose, taupo energiją ir mažina poveikį aplinkai.

Ličio jonų akumuliatoriaus trūkumai

1. Saugos problemos

Ličio jonų baterijos kelia pavojų saugai, pvz., perkaitimą, degimą ar sprogimą. Dėl šių saugos problemų gali padidėti pavojus naudotojams naudojant bateriją ir gali būti padaryta žala sveikatai bei turtui, todėl reikia geresnės saugos valdymo ir stebėjimo.

2. Kaina

Ličio jonų baterijų gamybos kaina paprastai svyruoja nuo100–200 USD už kilovatvalandę (kWh). Palyginti su kitų tipų baterijomis, tai yra gana didelė kaina, daugiausia dėl didelio grynumo medžiagų ir sudėtingų gamybos procesų.

3. Ribotas gyvavimo laikas

Vidutinė ličio jonų baterijų naudojimo trukmė paprastai svyruoja nuo300-500 įkrovimo-iškrovimo ciklų. Dažno ir intensyvaus naudojimo sąlygomis akumuliatoriaus talpa ir našumas gali sumažėti greičiau.

4. Temperatūros jautrumas

Optimali ličio jonų baterijų darbo temperatūra paprastai yra per0-45 laipsnių Celsijaus. Esant per aukštai arba žemai temperatūrai, gali nukentėti akumuliatoriaus veikimas ir saugumas.

5. Įkrovimo laikas

Nors ličio jonų baterijos turi greito įkrovimo galimybes, kai kuriose srityse, pavyzdžiui, elektrinėse transporto priemonėse, greitojo įkrovimo technologiją vis dar reikia tobulinti. Šiuo metu kai kurios greitojo įkrovimo technologijos gali įkrauti akumuliatorių80% per 30 minučių, tačiau norint pasiekti 100 % įkrovimo, paprastai reikia daugiau laiko.

Pramonės šakos ir scenarijai, tinkami ličio jonų akumuliatoriui

Dėl puikių eksploatacinių savybių, ypač didelio energijos tankio, lengvumo ir jokio „atminties efekto“ ličio jonų akumuliatoriai tinka įvairioms pramonės šakoms ir pritaikymo scenarijus. Štai pramonės šakos, scenarijai ir produktai, kuriems labiau tinka ličio jonų akumuliatoriai:

Ličio jonų baterijų taikymo scenarijai

1. Nešiojami elektroniniai gaminiai su ličio jonų baterijomis:
   • Išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai: ličio jonų baterijos dėl didelio energijos tankio ir lengvumo tapo pagrindiniu šiuolaikinių išmaniųjų telefonų ir planšetinių kompiuterių energijos šaltiniu.
   • Nešiojami garso ir vaizdo įrenginiai: tokie kaip „Bluetooth“ ausinės, nešiojamieji garsiakalbiai ir kameros.
2. Elektrinės transporto priemonės su ličio jonų akumuliatoriais:
   • Elektromobiliai (EV) ir hibridinės elektrinės transporto priemonės (HEV): dėl didelio energijos tankio ir ilgo ciklo naudojimo ličio jonų akumuliatoriai tapo pirmenybe.akumuliatorių technologija elektrinėms ir hibridinėms transporto priemonėms.

• Elektriniai dviračiai ir elektriniai paspirtukai: vis labiau populiarėja trumpomis kelionėmis ir miesto transportu.

3. Nešiojami maitinimo šaltiniai ir energijos kaupimo sistemos su ličio jonų baterijomis:
   • Nešiojami įkrovikliai ir mobilieji maitinimo šaltiniai: suteikia papildomo maitinimo šaltinio išmaniesiems įrenginiams.
   • Gyvenamosios ir komercinės energijos saugojimo sistemos: tokios kaip namų saulės energijos kaupimo sistemos ir tinklo saugojimo projektai.
4. Medicinos prietaisai su ličio jonų baterijomis:
   • Nešiojami medicinos prietaisai: tokie kaip nešiojamieji ventiliatoriai, kraujospūdžio matuokliai ir termometrai.
   • Mobilieji medicinos prietaisai ir stebėjimo sistemos: pavyzdžiui, belaidžiai elektrokardiogramos (EKG) įrenginiai ir nuotolinės sveikatos stebėjimo sistemos.
5. Orlaivių ir kosmoso ličio jonų baterijos:
   • Nepilotuojami orlaiviai (UAV) ir orlaiviai: dėl ličio jonų baterijų lengvumo ir didelio energijos tankio jie yra idealus energijos šaltinis dronams ir kitiems lengviems orlaiviams.
   • Palydovai ir kosminiai zondai: ličio jonų baterijos palaipsniui pradedamos naudoti kosmose.

Gerai žinomi produktai, naudojantys ličio jonų baterijas

• „Tesla“ elektromobilių akumuliatoriai: „Tesla“ ličio jonų akumuliatorių paketuose naudojama didelio energijos tankio ličio jonų akumuliatorių technologija, užtikrinanti ilgą atstumą elektrinėms transporto priemonėms.
• „Apple iPhone“ ir „iPad“ baterijos: „Apple“ kaip pagrindinį „iPhone“ ir „iPad“ serijų maitinimo šaltinį naudoja aukštos kokybės ličio jonų baterijas.
• „Dyson“ belaidžių dulkių siurblių baterijos: „Dyson“ belaidžiuose dulkių siurbliuose naudojamos efektyvios ličio jonų baterijos, todėl naudotojai gali ilgiau naudoti ir įkrauti greičiau.

Kas yra ličio polimero baterija?

Ličio polimerų baterijų apžvalga

Ličio polimerų (LiPo) akumuliatorius, dar žinomas kaip kietojo kūno ličio akumuliatorius, yra pažangi ličio jonų akumuliatoriaus technologija, kurioje vietoj tradicinių skystų elektrolitų kaip elektrolitas naudojamas kietojo kūno polimeras. Pagrindiniai šios baterijos technologijos pranašumai yra didesnis saugumas, energijos tankis ir stabilumas.

Ličio polimero akumuliatoriaus veikimo principas

• Įkrovimo procesas: Kai prasideda įkrovimas, prie akumuliatoriaus prijungiamas išorinis maitinimo šaltinis. Teigiamas elektrodas (anodas) priima elektronus, o tuo pačiu metu ličio jonai atsiskiria nuo teigiamo elektrodo, per elektrolitą migruoja į neigiamą elektrodą (katodą) ir įterpiami. Tuo tarpu neigiamas elektrodas taip pat priima elektronus, padidindamas bendrą akumuliatoriaus įkrovą ir sukaupdamas daugiau elektros energijos.
• Iškrovimo procesas: Naudojant akumuliatorių, elektronai teka iš neigiamo elektrodo (katodo) per įrenginį ir grįžta į teigiamą elektrodą (anodą). Šiuo metu į neigiamą elektrodą įterpti ličio jonai pradeda atsiskirti ir grįžta į teigiamą elektrodą. Ličio jonams migruojant, akumuliatoriaus įkrova mažėja, o sukaupta elektros energija išleidžiama prietaiso naudojimui.

Ličio polimero akumuliatoriaus struktūra

Pagrindinė ličio polimerų akumuliatoriaus struktūra yra panaši į ličio jonų akumuliatoriaus struktūrą, tačiau joje naudojami skirtingi elektrolitai ir kai kurios medžiagos. Čia yra pagrindiniai ličio polimerų akumuliatoriaus komponentai:

1. Teigiamas elektrodas (anodas):
   • Aktyvi medžiaga: Teigiamo elektrodo medžiaga paprastai yra įterptos ličio jonų medžiagos, tokios kaip ličio kobalto oksidas, ličio geležies fosfatas ir kt.
   • Dabartinis kolektorius: Kad būtų galima pravesti elektrą, anodas paprastai yra padengtas laidžiu srovės kolektorius, pvz., vario folija.
2. Neigiamas elektrodas (katodas):
   • Aktyvi medžiaga: Aktyvioji neigiamo elektrodo medžiaga taip pat yra įterpta, dažniausiai naudojant grafito arba silicio pagrindo medžiagas.
   • Dabartinis kolektorius: Panašiai kaip ir anodui, katodui taip pat reikia gero laidžiojo srovės kolektoriaus, pavyzdžiui, vario folijos arba aliuminio folijos.
3. Elektrolitas:
   • Ličio polimerų baterijose kaip elektrolitai naudojami kietojo kūno arba gelio tipo polimerai, o tai yra vienas pagrindinių skirtumų nuo tradicinių ličio jonų baterijų. Ši elektrolito forma užtikrina didesnį saugumą ir stabilumą.
4. Atskyriklis:
   • Separatoriaus funkcija yra užkirsti kelią tiesioginiam teigiamo ir neigiamo elektrodo kontaktui, tuo pačiu leidžiant ličio jonams prasiskverbti. Tai padeda išvengti akumuliatoriaus trumpojo jungimo ir palaiko akumuliatoriaus stabilumą.
5. Korpusas ir sandariklis:
   • Akumuliatoriaus išorė paprastai yra pagaminta iš metalinio arba plastikinio korpuso, užtikrinančio apsaugą ir konstrukcinį palaikymą.
   • Sandarinimo medžiaga užtikrina, kad elektrolitas nenutekėtų, ir palaiko akumuliatoriaus vidinės aplinkos stabilumą.

Dėl kietojo kūno arba gelio tipo polimerinių elektrolitų naudojimo ličio polimerų baterijos turididelis energijos tankis, saugumas ir stabilumas, todėl jie yra patrauklesnis pasirinkimas tam tikroms reikmėms, palyginti su tradiciniais skysto elektrolito ličio jonų akumuliatoriais.

Ličio polimerų akumuliatoriaus pranašumai

Lyginant su tradiciniais skysto elektrolito ličio jonų akumuliatoriais, ličio polimerų akumuliatoriai turi šiuos unikalius pranašumus:

1.Kietojo kūno elektrolitas

• Padidintas saugumas: Dėl kietojo kūno elektrolito naudojimo ličio polimerų baterijos žymiai sumažina perkaitimo, užsidegimo ar sprogimo riziką. Tai ne tik padidina akumuliatoriaus saugumą, bet ir sumažina galimus pavojus dėl nuotėkio ar vidinio trumpojo jungimo.

2.Didelis energijos tankis

• Optimizuotas įrenginio dizainas: Ličio polimerų baterijų energijos tankis paprastai pasiekia300-400 Wh/kg, žymiai didesnis nei150-250 Wh/kgtradicinių skysto elektrolito ličio jonų akumuliatorių. Tai reiškia, kad esant tokiam pačiam tūriui ar svoriui, ličio polimerų baterijos gali sukaupti daugiau elektros energijos, todėl prietaisai gali būti plonesni ir lengvesni.

3.Stabilumas ir ilgaamžiškumas

• Ilgas tarnavimo laikas ir žema priežiūra: Dėl kietojo kūno elektrolitų naudojimo ličio polimerų baterijos paprastai tarnauja1500-2000 įkrovimo-iškrovimo ciklų, gerokai viršijantis500-1000 įkrovimo-iškrovimo ciklųtradicinių skysto elektrolito ličio jonų akumuliatorių. Tai reiškia, kad vartotojai gali naudotis įrenginiais ilgesnį laiką, todėl sumažėja baterijų keitimo dažnis ir su jais susijusios priežiūros išlaidos.

4.Greito įkrovimo ir iškrovimo galimybė

• Patobulintas naudotojo patogumas: Ličio polimerų baterijos palaiko greitą įkrovimą, kai įkrovimo greitis siekia iki 2-3C. Tai leidžia vartotojams greitai gauti energijos, sumažinti laukimo laiką ir padidinti įrenginio naudojimo efektyvumą.

5.Aukštos temperatūros našumas

• Platesni taikymo scenarijai: Kietojo kūno elektrolitų stabilumas aukštoje temperatūroje leidžia ličio polimerų baterijoms gerai veikti esant platesniam veikimo temperatūrų diapazonui. Tai suteikia daugiau lankstumo ir patikimumo taikant programas, kurias reikia naudoti aukštos temperatūros aplinkoje, pvz., elektrinėse transporto priemonėse ar lauko įrangoje.

Apskritai, ličio polimerų baterijos suteikia vartotojams didesnį saugumą, didesnį energijos tankį, ilgesnį tarnavimo laiką ir platesnį pritaikymo spektrą, toliau tenkindamos šiuolaikinių elektroninių prietaisų ir energijos kaupimo sistemų poreikius.

Ličio polimerų akumuliatoriaus trūkumai

1. Didelės gamybos sąnaudos:
   • Ličio polimerų baterijų gamybos sąnaudos paprastai svyruoja nuo200–300 USD už kilovatvalandę (kWh), o tai yra gana didelė kaina, palyginti su kitų tipų ličio jonų baterijomis.
2. Šilumos valdymo iššūkiai:
   • Perkaitimo sąlygomis ličio polimerų baterijų šilumos išsiskyrimo greitis gali būti toks didelis10°C/min, reikalaujantis veiksmingo šilumos valdymo, kad būtų galima kontroliuoti akumuliatoriaus temperatūrą.
3. Saugos problemos:
   • Remiantis statistika, ličio polimerų baterijų saugumo nelaimingų atsitikimų dažnis yra apytikslis0,001 %, kuris, nors ir žemesnis nei kai kurių kitų tipų baterijos, vis tiek reikalauja griežtų saugos priemonių ir valdymo.
4. Ciklo gyvenimo apribojimai:
   • Vidutinis ličio polimerų baterijų veikimo laikas paprastai svyruoja nuo800-1200 įkrovimo-iškrovimo ciklų, kuriam įtakos turi naudojimo sąlygos, įkrovimo būdai ir temperatūra.
5. Mechaninis stabilumas:
   • Elektrolito sluoksnio storis paprastai svyruoja nuo20-50 mikronų, todėl akumuliatorius tampa jautresnis mechaniniams pažeidimams ir smūgiams.
6. Įkrovimo greičio apribojimai:
   • Įprastas ličio polimerų akumuliatorių įkrovimo greitis paprastai yra diapazone0,5-1C, tai reiškia, kad įkrovimo laikas gali būti ribotas, ypač esant didelei srovei arba greito įkrovimo sąlygomis.

Pramonės šakos ir scenarijai, tinkami ličio polimerų akumuliatoriams

Ličio polimerų baterijų taikymo scenarijai

1. Nešiojamieji medicinos prietaisai: dėl didelio energijos tankio, stabilumo ir ilgo tarnavimo laiko ličio polimerų baterijos yra plačiau naudojamos nešiojamuose medicinos prietaisuose, tokiuose kaip nešiojamieji ventiliatoriai, kraujospūdžio matuokliai ir termometrai, nei ličio jonų baterijos. Šiems įrenginiams paprastai reikalingas stabilus maitinimas ilgą laiką, o ličio polimerų baterijos gali patenkinti šiuos konkrečius poreikius.
2. Didelio našumo nešiojamieji maitinimo šaltiniai ir energijos kaupimo sistemos: dėl didelio energijos tankio, greito įkrovimo ir iškrovimo galimybių bei stabilumo ličio polimerų baterijos turi svarbesnių pranašumų didelio našumo nešiojamuose maitinimo šaltiniuose ir didelės apimties energijos kaupimo sistemose, pvz. kaip gyvenamosios ir komercinės saulės energijos kaupimo sistemos.
3. Orlaivių ir kosmoso taikymas: dėl savo lengvo svorio, didelio energijos tankio ir stabilumo aukštoje temperatūroje ličio polimerų baterijos turi platesnius naudojimo scenarijus nei ličio jonų baterijos aviacijos ir kosmoso srityse, pvz., nepilotuojamose orlaiviuose (UAV), lengvuosiuose orlaiviuose, palydovai ir kosminiai zondai.

4. Taikymas specialiose aplinkose ir sąlygose: dėl ličio polimerų akumuliatorių kietojo polimero elektrolito, kuris užtikrina geresnį saugumą ir stabilumą nei skysto elektrolito ličio jonų akumuliatoriai, jie labiau tinka naudoti specialiose aplinkose ir sąlygomis, pvz., didelio temperatūros, aukšto slėgio arba aukštų saugos reikalavimų.

Apibendrinant galima teigti, kad ličio polimerų baterijos turi unikalių pranašumų ir naudojimo vertės tam tikrose konkrečiose taikymo srityse, ypač tais atvejais, kai reikalingas didelis energijos tankis, ilga eksploatavimo trukmė, greitas įkrovimas ir iškrovimas bei didelis saugumas.

Gerai žinomi produktai, naudojantys ličio polimerų baterijas

1. „OnePlus Nord“ serijos išmanieji telefonai
   • „OnePlus Nord“ serijos išmanieji telefonai naudoja ličio polimerų baterijas, todėl baterijos tarnavimo laikas yra ilgesnis, išlaikant ploną dizainą.
2. Skydio 2 dronai
   • „Skydio 2“ dronas naudoja didelio energijos tankio ličio polimerų baterijas, užtikrinančias daugiau nei 20 minučių skrydžio laiką, išlaikant lengvą dizainą.
3. Oura Ring sveikatos stebėjimo priemonė
   • „Oura Ring“ sveikatos stebėjimo priemonė yra išmanusis žiedas, kuriame naudojamos ličio polimerų baterijos, užtikrinantis kelių dienų baterijos veikimo laiką, tuo pačiu užtikrinant ploną ir patogų įrenginio dizainą.
4. PowerVision PowerEgg X
   • „PowerVision“ „PowerEgg X“ yra daugiafunkcis dronas, kuriame naudojamos ličio polimerų baterijos, galinčios pasiekti iki 30 minučių skrydžio laiko, turint galimybę tiek žemėje, tiek vandenyje.

Šie gerai žinomi produktai visiškai parodo ličio polimerų baterijų platų pritaikymą ir unikalius pranašumus nešiojamuose elektroniniuose gaminiuose, dronuose ir sveikatos stebėjimo įrenginiuose.

Išvada

Lyginant ličio jonų ir ličio polimerų baterijas, ličio polimerų baterijos pasižymi didesniu energijos tankiu, ilgesniu ciklo tarnavimo laiku ir padidintu saugumu, todėl idealiai tinka naudoti, kai reikia didelio našumo ir ilgaamžiškumo. Individualiems vartotojams, teikiantiems pirmenybę greitam įkrovimui, saugumui ir norintiems mokėti šiek tiek didesnę kainą, pirmenybė teikiama ličio polimerų akumuliatoriams. Verslo pirkimuose, skirtuose energijos kaupimui namuose, ličio polimerų baterijos yra perspektyvus pasirinkimas dėl ilgesnio ciklo naudojimo, saugumo ir techninės pagalbos. Galiausiai pasirinkimas tarp šių baterijų tipų priklauso nuo konkrečių poreikių, prioritetų ir numatomų pritaikymų.