вступ
Літій-іонні та літій-полімерні батареї – що краще? У світі технологій і портативних енергетичних рішень, що швидко розвивається, літій-іонні (Li-ion) і літій-полімерні (LiPo) батареї виділяються як два провідні суперники. Обидві технології пропонують відмінні переваги та мають унікальне застосування, що відрізняє їх з точки зору щільності енергії, тривалості циклу, швидкості заряджання та безпеки. Оскільки споживачі та підприємства однаково орієнтуються у своїх енергетичних потребах, розуміння відмінностей і переваг цих типів акумуляторів стає вирішальним. Ця стаття заглиблюється в тонкощі обох батарейних технологій, пропонуючи інформацію, яка допоможе окремим особам і компаніям приймати обґрунтовані рішення відповідно до їхніх конкретних вимог.
Які відмінності між літій-іонними та літій-полімерними батареями?
Переваги та недоліки літій-іонних та літій-полімерних батарей Порівняльне зображення
Літій-іонні (Li-ion) батареї та літій-полімерні (LiPo) батареї — це дві основні технології акумуляторів, кожна з яких має відмінні характеристики, які безпосередньо впливають на досвід користувача та цінність у практичних застосуваннях.
По-перше, літій-полімерні батареї перевершують щільність енергії завдяки твердому електроліту, який зазвичай досягає 300-400 Вт-год/кг, що значно перевищує 150-250 Вт-год/кг літій-іонних батарей. Це означає, що ви можете використовувати легші та тонші пристрої або зберігати більше енергії в пристроях такого самого розміру. Для користувачів, які часто перебувають у дорозі або потребують тривалого використання, це означає довший термін служби батареї та більше портативних пристроїв.
По-друге, літій-полімерні батареї мають довший термін служби, зазвичай коливаючись від 1500-2000 циклів заряду-розряду, порівняно з 500-1000 циклами для літій-іонних батарей. Це не тільки подовжує термін служби пристроїв, але й зменшує частоту заміни батарей, тим самим знижуючи витрати на обслуговування та заміну.
Ще однією помітною перевагою є можливість швидкого заряджання та розряджання. Літій-полімерні батареї підтримують швидкість заряджання до 2-3C, що дозволяє отримати достатню кількість енергії за короткий час, значно скорочуючи час очікування та підвищуючи доступність пристрою та зручність користувача.
Крім того, літій-полімерні батареї мають відносно низьку швидкість саморозряду, як правило, менше 1% на місяць. Це означає, що ви можете зберігати резервні батареї або пристрої протягом довшого періоду часу без частого заряджання, полегшуючи використання в екстрених випадках або резервне копіювання.
З точки зору безпеки, використання твердотільних електролітів у літій-полімерних батареях також сприяє підвищенню безпеки та зниженню ризиків.
Проте вартість і гнучкість літій-полімерних акумуляторів можуть бути факторами, які варто розглянути для деяких користувачів. Завдяки своїм технологічним перевагам літій-полімерні батареї, як правило, дорожчі та пропонують менше свободи дизайну порівняно з літій-іонними батареями.
Підсумовуючи, літій-полімерні батареї пропонують користувачам більш портативне, стабільне, ефективне та екологічно безпечне енергоспоживання завдяки високій щільності енергії, тривалому терміну служби, можливостям швидкого заряджання та розряджання та низькому рівню саморозряду. Вони особливо підходять для додатків, які вимагають тривалого часу автономної роботи, високої продуктивності та безпеки.
Таблиця швидкого порівняння літій-іонних і літій-полімерних батарей
Параметр порівняння | Літій-іонні акумулятори | Літій-полімерні батареї |
---|---|---|
Тип електроліту | Рідина | Твердий |
Щільність енергії (Вт·год/кг) | 150-250 | 300-400 |
Життєвий цикл (цикли заряду-розряду) | 500-1000 | 1500-2000 |
Швидкість зарядки (C) | 1-2C | 2-3C |
Швидкість саморозряду (%) | 2-3% на місяць | Менше 1% на місяць |
Вплив на навколишнє середовище | Помірний | Низький |
Стабільність і надійність | Високий | Дуже висока |
Ефективність заряду/розряду (%) | 90-95% | Вище 95% |
Вага (кг/кВт*год) | 2-3 | 1-2 |
Прийняття на ринку та адаптивність | Високий | Зростання |
Гнучкість і свобода дизайну | Помірний | Високий |
Безпека | Помірний | Високий |
Вартість | Помірний | Високий |
Діапазон температур | 0-45°C | -20-60°C |
Цикли перезарядки | 500-1000 циклів | 500-1000 циклів |
Екологічна стійкість | Помірний | Високий |
(Поради: фактичні параметри продуктивності можуть відрізнятися в залежності від різних виробників, продуктів і умов використання. Тому, приймаючи рішення, рекомендується звертатися до конкретних технічних характеристик і звітів про незалежні випробування, наданих виробниками.)
Як швидко визначити, який акумулятор вам підходить
Індивідуальні клієнти: як швидко визначити, який акумулятор купити
Випадок: Купівля акумулятора для електричного велосипеда
Уявіть, що ви плануєте придбати електричний велосипед і у вас є два варіанти акумулятора: літій-іонний акумулятор і літій-полімерний акумулятор. Ось ваші міркування:
- Щільність енергії: Ви хочете, щоб ваш електровелосипед мав довший запас ходу.
- Цикл життя: Ви не хочете часто міняти акумулятор; вам потрібна довговічна батарея.
- Швидкість заряду та розряду: Ви хочете, щоб акумулятор заряджався швидко, скорочуючи час очікування.
- Швидкість саморозряду: Ви плануєте час від часу використовувати електровелосипед і хочете, щоб акумулятор зберігав заряд протягом тривалого часу.
- Безпека: Ви дуже дбаєте про безпеку та хочете, щоб акумулятор не перегрівався та не вибухав.
- Вартість: у вас є бюджет і вам потрібна батарея з хорошим співвідношенням ціни та якості.
- Гнучкість дизайну: Ви хочете, щоб акумулятор був компактним і не займав надто багато місця.
Тепер давайте поєднаємо ці міркування з ваговими коефіцієнтами в таблиці оцінки:
Фактор | Літій-іонний акумулятор (0-10 балів) | Літій-полімерна батарея (0-10 балів) | Оцінка ваги (0-10 балів) |
---|---|---|---|
Щільність енергії | 7 | 10 | 9 |
Цикл життя | 6 | 9 | 8 |
Швидкість заряду та розряду | 8 | 10 | 9 |
Швидкість саморозряду | 7 | 9 | 8 |
Безпека | 9 | 10 | 9 |
Вартість | 8 | 6 | 7 |
Гнучкість дизайну | 9 | 7 | 8 |
Загальний бал | 54 | 61 |
З таблиці вище ми бачимо, що літій-полімерна батарея має загальну оцінку 61 бал, тоді як літій-іонна батарея має загальну оцінку 54 бали.
Виходячи з ваших потреб:
- Якщо ви надаєте пріоритет щільності енергії, швидкості заряджання та розряджання та безпеці, і можете прийняти трохи вищу вартість, тоді вибирайтеЛітій-полімерний акумуляторможе бути більш придатним для вас.
- Якщо вас більше хвилює вартість і гнучкість конструкції, і ви можете прийняти менший термін служби та трохи повільнішу швидкість заряджання та розряджання, тодіЛітій-іонний акумуляторможе бути більш доречним.
Таким чином ви зможете зробити більш обґрунтований вибір на основі ваших потреб і оцінки, наведеної вище.
Бізнес-клієнти: як швидко визначити, який акумулятор придбати
У контексті застосувань домашніх накопичувачів енергії дистриб’ютори приділятимуть більше уваги довговічності, стабільності, безпеці та економічній ефективності акумуляторів. Ось таблиця оцінки з урахуванням цих факторів:
Кейс: Вибір постачальника акумуляторів для домашнього зберігання енергії. Продаж акумуляторів
Встановлюючи домашні акумулятори для великої кількості користувачів, дистриб’ютори повинні враховувати наступні ключові фактори:
- Економічна ефективність: Дистриб’ютори повинні надавати акумуляторні рішення з високою економічною ефективністю.
- Цикл життя: Користувачам потрібні батареї з тривалим терміном служби та високими циклами заряду та розряду.
- Безпека: Безпека особливо важлива в домашніх умовах, і батареї повинні мати відмінні характеристики безпеки.
- Стабільність поставок: Постачальники повинні мати можливість забезпечити стабільне та безперервне живлення акумулятора.
- Технічна підтримка та обслуговування: Пропонуйте професійну технічну підтримку та післяпродажне обслуговування для задоволення потреб користувачів.
- Репутація бренду: репутація бренду постачальника та ефективність ринку.
- Зручність монтажу: Розмір батареї, вага та спосіб встановлення важливі як для користувачів, так і для дистриб’юторів.
Беручи до уваги наведені вище фактори та призначаючи ваги:
Фактор | Літій-іонний акумулятор (0-10 балів) | Літій-полімерна батарея (0-10 балів) | Оцінка ваги (0-10 балів) |
---|---|---|---|
Економічна ефективність | 7 | 6 | 9 |
Цикл життя | 8 | 9 | 9 |
Безпека | 7 | 8 | 9 |
Стабільність поставок | 6 | 8 | 8 |
Технічна підтримка та обслуговування | 7 | 8 | 8 |
Репутація бренду | 8 | 7 | 8 |
Зручність монтажу | 7 | 6 | 7 |
Загальний бал | 50 | 52 |
З таблиці вище ми бачимо, що літій-полімерна батарея має загальну оцінку 52 бали, тоді як літій-іонна батарея має загальну оцінку 50 балів.
Таким чином, з точки зору вибору постачальника для великої кількості користувачів домашніх акумуляторних батарей,Літій-полімерний акумуляторможе бути кращим вибором. Незважаючи на дещо вищу вартість, враховуючи термін служби, безпеку, стабільність постачання та технічну підтримку, він може запропонувати користувачам більш надійне та ефективне рішення для зберігання енергії.
Що таке літій-іонний акумулятор?
Огляд літій-іонної батареї
Літій-іонна батарея – це акумуляторна батарея, яка накопичує та вивільняє енергію шляхом переміщення іонів літію між позитивним і негативним електродами. Він став основним джерелом енергії для багатьох мобільних пристроїв (таких як смартфони, ноутбуки) і електромобілів (таких як електромобілі, електровелосипеди).
Будова літій-іонної батареї
- Матеріал позитивного електрода:
- Позитивний електрод літій-іонної батареї зазвичай використовує солі літію (наприклад, оксид літію, кобальту, літій, нікель, оксид марганцю, кобальту тощо) і матеріали на основі вуглецю (наприклад, природний або синтетичний графіт, титанат літію тощо).
- Вибір матеріалу позитивного електрода має значний вплив на щільність енергії батареї, термін її служби та вартість.
- Негативний електрод (катод):
- Для негативного електрода літій-іонної батареї зазвичай використовуються матеріали на основі вуглецю, такі як природний або синтетичний графіт.
- Деякі високопродуктивні літій-іонні батареї також використовують такі матеріали, як кремній або металевий літій, як негативний електрод для збільшення щільності енергії батареї.
- Електроліт:
- Літій-іонні батареї використовують рідкий електроліт, як правило, солі літію, розчинені в органічних розчинниках, таких як гексафторфосфат літію (LiPF6).
- Електроліт служить провідником і сприяє руху іонів літію, визначаючи продуктивність і безпеку акумулятора.
- Роздільник:
- Сепаратор в літій-іонній батареї в основному виготовлений з мікропористого полімеру або керамічних матеріалів, призначених для запобігання прямому контакту між позитивним і негативним електродами, одночасно дозволяючи проходити іони літію.
- Вибір сепаратора суттєво впливає на безпеку батареї, термін служби та продуктивність.
- Корпус і печатка:
- Корпус літій-іонної батареї зазвичай виготовляється з металевих матеріалів (таких як алюміній або кобальт) або спеціального пластику для забезпечення структурної підтримки та захисту внутрішніх компонентів.
- Конструкція ущільнення батареї забезпечує відсутність витоку електроліту та запобігає проникненню зовнішніх речовин, зберігаючи продуктивність і безпеку батареї.
Загалом літій-іонні батареї досягають високої щільності енергії, тривалості циклу та продуктивності завдяки своїй складній структурі та ретельно підібраним комбінаціям матеріалів. Ці особливості роблять літій-іонні акумулятори основним вибором для сучасних портативних електронних пристроїв, електромобілів і систем зберігання енергії. У порівнянні з літій-полімерними батареями, літій-іонні батареї мають певні переваги в щільності енергії та економічній ефективності, але також стикаються з проблемами безпеки та стабільності.
Принцип роботи літій-іонної батареї
- Під час заряджання іони літію вивільняються з позитивного електрода (анода) і рухаються через електроліт до негативного електрода (катода), генеруючи електричний струм поза акумулятором для живлення пристрою.
- Під час розрядки цей процес відбувається у зворотному напрямку, коли іони літію рухаються від негативного електрода (катода) назад до позитивного електрода (анода), вивільняючи накопичену енергію.
Переваги літій-іонного акумулятора
1.Висока щільність енергії
- Портативність і легкість: Щільність енергії літій-іонних акумуляторів зазвичай знаходиться в діапазоні150-250 Вт*год/кг, що дозволяє портативним пристроям, таким як смартфони, планшети та ноутбуки, зберігати велику кількість енергії у відносно легкому об’ємі.
- Тривале використання: Висока щільність енергії дозволяє пристроям працювати довше в обмеженому просторі, задовольняючи потреби користувачів щодо тривалого використання поза приміщенням або тривалого використання, забезпечуючи довший термін служби акумулятора.
2.Довгий термін служби та стабільність
- Економічні вигоди: Типовий термін служби літій-іонних батарей становить від500-1000 циклів заряд-розряд, що означає меншу кількість замін акумуляторів і, таким чином, зниження загальної вартості володіння.
- Стабільна продуктивність: Стабільність батареї означає постійну продуктивність і надійність протягом усього терміну служби, що знижує ризик зниження продуктивності або збою внаслідок старіння батареї.
3.Можливість швидкої зарядки та розрядки
- Зручність та ефективність: Літій-іонні батареї підтримують швидке заряджання та розряджання зі стандартною швидкістю заряджання, що досягає1-2C, що відповідає вимогам сучасних користувачів щодо швидкої зарядки, скорочення часу очікування та підвищення ефективності повсякденного життя та роботи.
- Адаптований до сучасного життя: функція швидкого заряджання відповідає потребам швидкого та зручного заряджання в сучасному житті, особливо під час подорожей, роботи або в інших випадках, коли потрібно швидко заряджати акумулятор.
4.Без ефекту пам'яті
- Зручні звички зарядки: без помітного «ефекту пам’яті» користувачі можуть заряджати в будь-який час без необхідності періодичної повної розрядки для підтримки оптимальної продуктивності, зменшуючи складність керування акумулятором.
- Підтримання високої ефективності: Відсутність ефекту пам’яті означає, що літій-іонні батареї можуть постійно забезпечувати ефективну стабільну продуктивність без складного керування зарядом і розрядом, що зменшує навантаження на обслуговування та керування для користувачів.
5.Низька швидкість саморозряду
- Довгострокове зберігання: Швидкість саморозряду літій-іонних батарей є типовою2-3% на місяць, що означає мінімальну втрату заряду батареї протягом тривалих періодів невикористання, підтримуючи високий рівень заряду для режиму очікування або екстреного використання.
- Енергозбереження: низький рівень саморозряду зменшує втрати енергії в невикористаних батареях, заощаджуючи енергію та зменшуючи вплив на навколишнє середовище.
Недоліки літій-іонного акумулятора
1. Питання безпеки
Літій-іонні батареї становлять загрозу безпеці, наприклад перегрівання, займання або вибух. Ці проблеми з безпекою можуть збільшити ризики для користувачів під час використання батареї, потенційно завдаючи шкоди здоров’ю та майну, що вимагає посиленого управління безпекою та моніторингу.
2. Вартість
Вартість виробництва літій-іонних акумуляторів зазвичай коливається від$100-200 за кіловат-годину (кВт-год). Порівняно з іншими типами акумуляторів це відносно висока ціна, в основному завдяки високочистим матеріалам і складним виробничим процесам.
3. Обмежений термін служби
Середній термін служби літій-іонних акумуляторів зазвичай становить від300-500 циклів заряд-розряд. За умов частого та інтенсивного використання ємність і продуктивність акумулятора можуть зменшуватися швидше.
4. Температурна чутливість
Оптимальна робоча температура для літій-іонних акумуляторів зазвичай знаходиться в межах0-45 градусів Цельсія. Занадто високі або низькі температури можуть вплинути на продуктивність і безпеку акумулятора.
5. Час заряджання
Хоча літій-іонні батареї мають можливості швидкої зарядки, у деяких додатках, таких як електромобілі, технологія швидкої зарядки все ще потребує подальшого розвитку. В даний час деякі технології швидкої зарядки можуть заряджати акумулятор80% протягом 30 хвилин, але для досягнення 100% заряду зазвичай потрібно більше часу.
Галузі та сценарії, придатні для літій-іонних акумуляторів
Завдяки чудовим характеристикам продуктивності, особливо високій щільності енергії, легкій вазі та відсутності «ефекту пам’яті», літій-іонні батареї підходять для різних галузей промисловості та сценаріїв застосування. Ось галузі, сценарії та продукти, для яких більш підходять літій-іонні акумулятори:
Сценарії застосування літій-іонних акумуляторів
- Портативні електронні вироби з літій-іонними акумуляторами:
- Смартфони та планшети: літій-іонні акумулятори завдяки своїй високій щільності енергії та легкій вазі стали основним джерелом живлення для сучасних смартфонів і планшетів.
- Портативні аудіо- та відеопристрої: такі як навушники Bluetooth, портативні колонки та камери.
- Електричні транспортні засоби з літій-іонними акумуляторами:
- Електричні автомобілі (EV) і гібридні електричні транспортні засоби (HEV): завдяки високій щільності енергії та тривалому циклу життя літій-іонні батареї стали переважними.акумуляторні технології для електричних і гібридних транспортних засобів.
- Електричні велосипеди та електричні скутери: дедалі популярніші в подорожах на короткі відстані та міському транспорті.
- Портативні джерела живлення та системи накопичення енергії з літій-іонними акумуляторами:
- Портативні зарядні пристрої та мобільні блоки живлення: забезпечення додаткового джерела живлення для інтелектуальних пристроїв.
- Житлові та комерційні системи накопичення енергії: такі як домашні системи накопичення сонячної енергії та проекти мережевого зберігання.
- Медичні прилади з літій-іонними акумуляторами:
- Портативні медичні пристрої: такі як портативні апарати штучної вентиляції легенів, тонометри та термометри.
- Медичні мобільні пристрої та системи моніторингу: такі як бездротові електрокардіограми (ЕКГ) і дистанційні системи моніторингу здоров’я.
- Аерокосмічні літій-іонні батареї:
- Безпілотні літальні апарати (БПЛА) та літальні апарати: завдяки легкій вазі та високій щільності енергії літій-іонні батареї є ідеальними джерелами живлення для дронів та інших легких літальних апаратів.
- Супутники та космічні зонди: літій-іонні батареї поступово застосовуються в аерокосмічній галузі.
Відомі продукти, що використовують літій-іонні батареї
- Акумулятори для електромобілів Tesla: літій-іонні акумулятори Tesla використовують технологію літій-іонних акумуляторів з високою щільністю енергії, щоб забезпечити велику дальність електромобілів.
- Акумулятори Apple для iPhone та iPad: Apple використовує високоякісні літій-іонні акумулятори як основне джерело живлення для своєї серії iPhone та iPad.
- Акумуляторні батареї для бездротових пилососів Dyson: у бездротових пилососах Dyson використовуються ефективні літій-іонні батареї, які забезпечують користувачам більший час використання та швидшу швидкість заряджання.
Що таке літій-полімерна батарея?
Огляд літій-полімерної батареї
Літій-полімерна (LiPo) батарея, також відома як твердотільна літієва батарея, — це передова технологія літій-іонної батареї, яка використовує твердотільний полімер як електроліт замість традиційних рідких електролітів. Основні переваги цієї технології акумуляторів полягають у підвищеній безпеці, щільності енергії та стабільності.
Принцип роботи літій-полімерної батареї
- Процес зарядки: Коли починається заряджання, до акумулятора підключається зовнішнє джерело живлення. Позитивний електрод (анод) приймає електрони, і в той же час іони літію відриваються від позитивного електрода, мігрують через електроліт до негативного електрода (катода) і вбудовуються. Тим часом негативний електрод також приймає електрони, збільшуючи загальний заряд батареї та накопичуючи більше електричної енергії.
- Процес розрядки: Під час використання батареї електрони проходять від негативного електрода (катода) через пристрій і повертаються до позитивного електрода (анода). У цей час вбудовані іони літію в негативному електроді починають від’єднуватися і повертатися до позитивного електрода. Коли іони літію мігрують, заряд батареї зменшується, а накопичена електрична енергія вивільняється для використання пристроєм.
Структура літій-полімерної батареї
Основна структура літій-полімерної батареї подібна до літій-іонної батареї, але в ній використовуються інші електроліти та деякі матеріали. Ось основні компоненти літій-полімерної батареї:
- Позитивний електрод (анод):
- Активний матеріал: Матеріалом позитивного електрода зазвичай є вбудовані літій-іонні матеріали, такі як літій-кобальт-оксид, літій-залізофосфат тощо.
- Струмоприймач: Для проведення електрики анод зазвичай покривають провідним струмоприймачем, наприклад мідною фольгою.
- Негативний електрод (катод):
- Активний матеріал: Активний матеріал негативного електрода також вбудований, зазвичай із використанням матеріалів на основі графіту або кремнію.
- Струмоприймач: Подібно до анода, катоду також потрібен хороший провідний струмоприймач, наприклад мідна або алюмінієва фольга.
- Електроліт:
- Літій-полімерні батареї використовують твердотільні або гелеподібні полімери як електроліти, що є однією з головних відмінностей від традиційних літій-іонних батарей. Ця форма електроліту забезпечує більшу безпеку та стабільність.
- Роздільник:
- Роль сепаратора полягає в тому, щоб запобігти прямому контакту між позитивним і негативним електродами, одночасно пропускаючи іони літію. Це допомагає запобігти короткому замиканню акумулятора та підтримує його стабільність.
- Корпус і печатка:
- Зовнішня частина батареї зазвичай складається з металевого або пластикового корпусу, що забезпечує захист і структурну підтримку.
- Ущільнювальний матеріал забезпечує відсутність витоку електроліту та підтримує стабільність внутрішнього середовища акумулятора.
Завдяки використанню твердотільних або гелеподібних полімерних електролітів літій-полімерні батареї маютьвисока щільність енергії, безпека та стабільність, що робить їх більш привабливим вибором для певних застосувань порівняно з традиційними літій-іонними акумуляторами з рідким електролітом.
Переваги літій-полімерної батареї
У порівнянні з традиційними літій-іонними батареями з рідким електролітом, літій-полімерні батареї мають такі унікальні переваги:
1.Твердотільний електроліт
- Покращена безпека: Завдяки використанню твердотільного електроліту літій-полімерні батареї значно знижують ризик перегріву, займання або вибуху. Це не тільки підвищує безпеку батареї, але й зменшує потенційну небезпеку, спричинену витоком або внутрішнім коротким замиканням.
2.Висока щільність енергії
- Оптимізований дизайн пристрою: Щільність енергії літій-полімерних батарей зазвичай досягає300-400 Вт*год/кг, значно вище, ніж150-250 Вт*год/кгтрадиційних рідкоелектролітних літій-іонних батарей. Це означає, що за такого самого об’єму чи ваги літій-полімерні батареї можуть накопичувати більше електроенергії, що дозволяє створювати пристрої тоншими та легшими.
3.Стабільність і довговічність
- Тривалий термін служби та низькі витрати на обслуговування: Завдяки використанню твердотільних електролітів літій-полімерні батареї зазвичай мають термін служби1500-2000 циклів заряд-розряд, значно перевищуючи500-1000 циклів заряд-розрядтрадиційних рідкоелектролітних літій-іонних батарей. Це означає, що користувачі можуть використовувати пристрої довше, зменшуючи частоту заміни акумулятора та пов’язані з цим витрати на обслуговування.
4.Можливість швидкої зарядки та розрядки
- Покращена зручність для користувача: Літій-полімерні батареї підтримують високу швидкість заряджання зі швидкістю заряджання до 2-3C. Це дозволяє користувачам швидко отримати живлення, скоротити час очікування та підвищити ефективність використання пристрою.
5.Висока температура
- Більш широкі сценарії застосування: високотемпературна стабільність твердотільних електролітів дозволяє літій-полімерним батареям добре працювати в широкому діапазоні робочих температур. Це забезпечує більшу гнучкість і надійність для додатків, які вимагають роботи в середовищах з високою температурою, таких як електромобілі або вуличне обладнання.
Загалом літій-полімерні батареї забезпечують користувачам вищу безпеку, більшу щільність енергії, довший термін служби та ширший спектр застосувань, що ще більше відповідає потребам сучасних електронних пристроїв і систем зберігання енергії.
Недоліки літій-полімерної батареї
- Висока вартість виробництва:
- Виробнича вартість літій-полімерних батарей зазвичай знаходиться в межах$200-300 за кіловат-годину (кВт-год), що є відносно високою вартістю порівняно з іншими типами літій-іонних батарей.
- Проблеми управління температурою:
- В умовах перегріву швидкість виділення тепла літій-полімерних батарей може бути настільки високою, як10°C/хв, що потребує ефективного керування температурою для контролю температури батареї.
- Питання безпеки:
- Згідно зі статистичними даними, рівень аварійності літій-полімерних батарей становить приблизно0,001%, який, хоча й нижчий, ніж деякі інші типи акумуляторів, все ж вимагає суворих заходів безпеки та керування.
- Обмеження життєвого циклу:
- Середній термін служби літій-полімерних батарей зазвичай знаходиться в межах800-1200 циклів заряд-розряд, на який впливають умови використання, способи заряджання та температура.
- Механічна стійкість:
- Товщина шару електроліту зазвичай знаходиться в діапазоні20-50 мкм, що робить акумулятор більш чутливим до механічних пошкоджень і ударів.
- Обмеження швидкості заряджання:
- Типова швидкість заряджання літій-полімерних батарей зазвичай знаходиться в діапазоні0,5-1С, що означає, що час заряджання може бути обмеженим, особливо за умов сильного струму або швидкого заряджання.
Галузі та сценарії, придатні для літій-полімерної батареї
Сценарії застосування літій-полімерної батареї
- Портативні медичні пристрої: завдяки високій щільності енергії, стабільності та тривалому терміну служби літій-полімерні батареї використовуються ширше, ніж літій-іонні батареї в портативних медичних пристроях, таких як портативні апарати штучної вентиляції легенів, монітори артеріального тиску та термометри. Ці пристрої зазвичай вимагають стабільного живлення протягом тривалого часу, і літій-полімерні батареї можуть задовольнити ці особливі потреби.
- Високопродуктивні портативні блоки живлення та системи накопичення енергії: завдяки високій щільності енергії, можливостям швидкого заряджання та розряджання та стабільності літій-полімерні батареї мають більш значні переваги у високопродуктивних портативних джерелах живлення та великомасштабних системах накопичення енергії, таких як як житлові та комерційні системи зберігання сонячної енергії.
- Аерокосмічне та космічне застосування: завдяки своїй легкості, високій щільності енергії та високотемпературній стабільності літій-полімерні батареї мають ширші сценарії застосування, ніж літій-іонні батареї в аерокосмічній та космічній галузі, наприклад, безпілотні літальні апарати (БПЛА), легкі літаки, супутники, космічні зонди.
- Застосування в особливих середовищах та умовах. Завдяки твердотільному полімерному електроліту літій-полімерних батарей, який забезпечує кращу безпеку та стабільність, ніж літій-іонні батареї з рідким електролітом, вони більше підходять для застосування в особливих середовищах та умовах, таких як висока напруга вимоги до температури, високого тиску або високої безпеки.
Таким чином, літій-полімерні батареї мають унікальні переваги та цінність застосування в певних конкретних сферах застосування, особливо в програмах, які вимагають високої щільності енергії, тривалого терміну служби, швидкого заряджання та розряджання та високої безпеки.
Добре відомі продукти, що використовують літій-полімерні батареї
- Смартфони серії OnePlus Nord
- Смартфони серії OnePlus Nord використовують літій-полімерні батареї, що дозволяє їм забезпечити довший час автономної роботи, зберігаючи тонкий дизайн.
- Дрон Skydio 2
- Дрон Skydio 2 використовує літій-полімерні батареї з високою щільністю енергії, що забезпечує йому понад 20 хвилин польоту, зберігаючи при цьому легку конструкцію.
- Відстеження здоров'я Oura Ring
- Відстежувач здоров’я Oura Ring — це розумне кільце, яке використовує літій-полімерні батареї, що забезпечує кілька днів автономної роботи, забезпечуючи при цьому тонкий і зручний дизайн пристрою.
- PowerVision PowerEgg X
- PowerEgg X від PowerVision — це багатофункціональний дрон, який використовує літій-полімерні батареї, здатний досягати до 30 хвилин польоту, маючи можливості як на землі, так і на воді.
Ці добре відомі продукти повністю демонструють широке застосування та унікальні переваги літій-полімерних батарей у портативних електронних виробах, дронах і пристроях відстеження здоров’я.
Висновок
У порівнянні між літій-іонними та літій-полімерними батареями, літій-полімерні батареї пропонують чудову щільність енергії, довший термін служби та підвищену безпеку, що робить їх ідеальними для застосувань, які вимагають високої продуктивності та довговічності. Для індивідуальних споживачів, які надають пріоритет швидкій зарядці, безпеці та готові погоджуватися на дещо вищу вартість, літій-полімерні батареї є кращим вибором. Літій-полімерні батареї є багатообіцяючим варіантом для комерційних закупівель домашнього накопичувача енергії завдяки подовженому терміну служби, безпеці та технічній підтримці. Зрештою, вибір між цими типами батарей залежить від конкретних потреб, пріоритетів і передбачуваних застосувань.
Час публікації: 11 квітня 2024 р