Литий ионный полимерный аккумулятор для планшета

Литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы — в чем отличие и что лучше?

Если вы часто пользуетесь ноутбуком, планшетом, мобильным телефоном, плеером или шуруповертом, то скорее всего каждый раз используете литий-ионный аккумулятор. Литий-ионные аккумуляторы именуют Li-ion.

Сегодня к этому все привыкли, потому что всюду пользуются именно ими. Но что насчет Li-pol или литий-полимерных аккумуляторов? Так ли хороши они на самом деле, как об этом принято говорить? Правда ли то, что Li-pol лучше чем Li-ion? Если верить маркетологам, то да, они лучше. Но на самом деле это все — сказки.

Сначала поговорим о литий-ионных батареях . Они очень приятны на вид, выпускаются в красивых пластиковых корпусах. Если у вас есть ноутбук, то батарейный блок представляет собой большую прямоугольную конструкцию, внутри которой, если ее разобрать, можно обнаружить несколько элементов типоразмера 18650, похожих на пальчиковые батарейки типа АА, хотя на самом деле размер данных элементов немного больше.

Литий-ионные элементы имеют номинальное напряжение 3,7 вольта. Если взглянуть на батарею ноутбука, то на ней будет написано 11,1 вольт, что на самом деле просто 3 раза по 3,7 вольта, то есть батарея ноутбука — это трехэлементная батарея. Разные батареи для ноутбуков могут иметь разное количество элементов, но в принципе все они работают одинаково.

Короче говоря, жесткий пластиковый корпус содержит несколько литий-ионных элементов и, как правило, некоторую электронику для контроля температуры и уровня заряда.

Литий-ионные аккумуляторы необходимо заряжать очень аккуратно, иначе они взорвутся и наделают множество неприятностей. По этой причине все литий-ионные аккумуляторы оснащаются специальными индивидуальными зарядными устройствами или встроенной электроникой, регулирующей заряд.

Во-первых, данные батареи заряжаются постоянным током при постепенно увеличивающемся напряжении. Как только напряжение на элемент достигает предела, зарядное устройство переходит в режим постоянного напряжения (11,1 вольт для трехэлементной батареи ноутбука) с постепенно уменьшающимся током. И вот, наконец, батарея полностью заряжена.

Полезно знать, что литий-ионные аккумуляторы не любят температуру близкую к минусовой. Например если у вас имеется шуруповерт, не нужно заряжать его зимой в гараже. Принесите зарядное устройство и аккумулятор домой, и заряжайте его там где теплее.

Большинство современных зарядных устройств вовсе не заряжают батарею если температура слишком низкая (+5° C или ниже), либо заряжают, но в специальном режиме зарядки при низкой температуре, который менее эффективен и не так хорош для аккумулятора.

Но что там насчет литий-полимерных батарей, называемых Li-pol ? Здесь все становится действительно интересно. Оказывается, что маркетинговый ход заключается в том, чтобы назвать литий-ионный полимерный аккумулятор литий-полимерным. Что это значит? Это значит, что так называемые литий-полимерные батареи на самом деле практически идентичны литий-ионным, просто они находятся в гибком полимерном корпусе, то есть это — переупакованный литий-ионный аккумулятор.

Технология действия аккумулятора та же. По сути, литий-полимерный аккумулятор уникален тем, что микропористый электролит заменил собой привычный пористый сепаратор. В итоге получается немного более высокая удельная энергия, и аккумулятор Li-pol может быть сделан тоньше, чем обычный Li-ion. Однако стоимость производства будет на 10-30% выше.

В действительности существует такая вещь, как настоящая литий-полимерная батарея, где в качестве электролита используется полимер, а не другие стандартные жидкие электролиты. Этот реальный литий-полимерный аккумулятор все еще находится на стадии эксперимента. Настоящая полимерная батарея на самом деле никогда не становилась основной из-за проблем с производительностью при комнатной температуре.

Теперь вы понимаете как обстоят дела, и в принципе можете чуть-чуть продлить срок работы после одной зарядки вашим батареям из ноутбуков, благодаря плоскому, гибкому, но не литий-полимерному аккумулятору, а просто благодаря тому, что производитель сможет вставить вам больше элементов в тот же объем. Это все, что можно сделать.

Если убрать относительно объемный пластиковый корпус со стандартными литий-ионными элементами внутри него, и вместо них вставить плоские гибкие литий-ионные полимерные элементы в тот же объем, то получится больше возможностей для игр при том же объеме аккумуляторного отсека, но сама аккумуляторная технология останется все той же — литий-ионный. Это то, что называется в наши дни литий-полимерный аккумулятор Li-pol.

Так что если у нас есть два варианта покупки гаджета, первый — с литий-ионной батареей, а другой — с литий-полимерной батареей, то на деле это одно и то же, просто в упаковках разной формы.

Источник

Li-Ion или Li-Po — какой аккумулятор лучше выбрать?

Есть ли разница между литий-ионным (Li-Ion) и литий-полимерным (Li-Po) аккумуляторами при выборе телефона или ноутбука, какие отличия и что лучше купить?

Разница между литий-ионным и литий-полимерным типами аккумуляторов значительна, если полимерный материал выступает в качестве электролита. Здесь вы узнаете особенности каждого типа батареи и сможете сделать правильный выбор.

Посмотрите, какими бывают аккумуляторы для телефонов и смартфонов — их типы и характеристики.

Забегая наперёд, поспешим вас успокоить — при покупке смартфона, планшета или ноутбука тип аккумулятора внутри вам встретится один и тот же. И чтобы там ни было указано — Li-Ion или Li-Po , это меньше всего повлияет на время работы и характеристики устройства в целом.

Например, модель процессора или версия прошивки для общей автономности мобильного гаджета (имейте ввиду, что речь не об инструментах) куда важнее типа аккумулятора. Выбирайте наиболее ёмкую батарею и читайте отзывы от реальных пользователей.

Отличия литий-ионного от литий-полимерного аккумулятора

Во всех известных смартфонах, планшетах, ноутбуках, смарт-часах и других портативных гаджетах наиболее подходящий аккумулятор рассчитывается на этапе проектирования на этапе инженерного конструирования.

Производители последние годы с особым усердием стремятся внедрить новейшие технологии энергосбережения.

Порой разработчикам удаётся достичь максимально длительного цикла автономности . Но в угоду концептуальных особенностей будущего продукта (например, тонкий корпус или огромная камера без увеличения габаритов) даже самые крутые системы экономии расхода заряда могут быть «задушены» .

Поэтому нам покупателям остаётся идти на компромисс и выбирать характеристики, которые подходят для конкретных целей.

Ходите в походы или много путешествуете — выбирайте долгий срок службы батареи в ущерб габаритам и грациозному внешнему виду. Любите выкладывать телефон на стол в дорогом ресторане? Тогда отнеситесь к нему как к аксессуару — пусть он будет работать меньше, зато лишний раз подчеркнёт статус владельца.

Тип аккумулятора (литий-ионный и литий-полимерный) здесь никак не влияет на оценку гаджета — это часть инженерного расчёта под выбранную концепцию, где стоит выбор между, условно говоря, конструкцией «попроще и дешевле» или «посложнее, но дороже».

Если вы хотите самостоятельно определить самый выносливый аппарат среди конкурентов, то лучше обратиться к профессиональным обзорам или хотя бы отзывам реальных пользователей. Эта информация расскажет вам гораздо больше о качестве батареи, чем её принадлежность к литий-ионной или литий-полимерной технологии.

Неважно, какой тип размещён в мобильном устройстве, просто не беспокойтесь об этом!

Вот вам факт от экспертов « Battery University » — в современных гаджетах практически не встречаются литиевые батареи на основе полимера , нам предлагают литий-ионные полимерные батареи , в которых применяется ламинированная оболочка вместо жёстких корпусов, как у обычных литий-ионных батарей.

Чаще всего литий-полимерной батареей называют литий-ионный аккумулятор в эластичной полимерной оболочке с компактными габаритами.

Вы когда-нибудь задумывались, почему производители Li-Ion Polymer на некоторых батареях (например, на iPhone и других смартфонах)? Теперь вы знаете, что здесь на самом деле происходит.

Из-за путаницы названий разница между литий-ионным и литий-полимерным аккумулятором, когда речь идёт о портативной электронике, по факту минимальная. Давайте остановимся подробнее на слабых и сильных сторонах каждого типа АКБ.

Плюсы литий-ионной (Li-Ion) батареи

+ высокая плотность
+ нет эффекта памяти
+ низкая стоимость

Минусы литий-ионной (Li-Ion) батареи

Этот тип аккумулятора (Li-Ion) используется в таких легендарных устройствах, как: iPhone 4S , Apple MacBook Air 11″ , Apple iPod Photo , iPod Video и во многих других гаджетах.

Плюсы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи

+ Прочный и эластичный
+ Низкопрофильный и компактный
+ Снижен риск утечки электролита

Минусы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Po) батареи

— Дороже в производстве
— Быстрее изнашивается
— Неразвиты поставки (логистика)

Такой тип литиевого аккумулятора (Li-Po/Li-Poly) используется, например, в смартфонах: Xiaomi Redmi 5 , Redmi Note 4x .

Какой бы аккумулятор вы выбрали — Li-Ion или Li-Po? Ответьте в комментарии ниже или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu .

Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter . Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Источник

Литий-полимерный аккумулятор – плюсы и минусы

Статья обновлена: 2020-12-17

Статья обновлена: 26.11.2020

Литий-полимерные аккумуляторы – это современные элементы питания с отличными эксплуатационными характеристиками. Они стали новой ступенью развития литий-ионной технологии. Аккумуляторы типа Li-Polymer применяются в смартфонах, планшетах, электронных книгах, квадрокоптерах, моделях на радиоуправлении, портативных электроинструментах и другой технике.

Использование полимерного электролита повышает безопасность использования аккумуляторов, предоставляет свободу форм и размеров, в т. ч. позволяет получать сверхтонкие модели.

Изначально Li-Pol элементы питания уступали Li-ion аналогам по ионной проводимости и диапазону допустимых температур. Но модели обоих типов, используемые в современной технике и электронике, по рабочим характеристикам практически идентичны.

Особенности Li-Pol технологии

Главное отличие Li-Pol моделей от Li-ion аналогов состоит в типе применяемого электролита. При производстве накопителей энергии категории Li-ion катод и анод разделяют пористым сепаратором. В его порах содержится жидкий электролит. У элементов питания категории Li-Pol роль электролита выполняет полимер с токопроводящими добавками.

Основой для производства Li-Polymer аккумуляторов стали полимеры, которые при внедрении в их структуру ионов электролита переходят в полупроводниковое состояние с многократным возрастанием проводимости.

Ученым удалось создать несколько групп Li-Po аккумуляторов с разным составом электролита:

1. С сухим полимером – такие модели производятся с применением полиэтиленоксида и солей лития.
2. С мелкопористой полимерной матрицей – в нее внедряются неводные растворы солей лития.
3. С гомогенным электролитом в форме геля – создаются путем встраивания в полимерную структуру солей лития.

Характерным отличием Li-Polymer батарей является гибкая форма и мягкая оболочка вместо жесткого корпуса. Эта особенность обеспечивает элементам питания более легкий вес – на 20% по сравнению с Li-ion аналогами.

Принцип работы

По принципу работы Li-Po и Li-ion аккумуляторы идентичны. Заряд переносят ионы лития, которые перемещаются от катода к аноду и обратно, внедряясь в молекулярную структуру материалов. При зарядке элементов питания ионы Li + переходят от катода к аноду, а при разрядке – в обратном направлении. Проводящей средой для ионов Li+ служит полимер с включенными в его состав добавками из солей лития. Напряжение Li-Po ячеек в разряженном состоянии составляет от 2,7 до 3 В, а в заряженном – достигает 4,2 В.

Плюсы и минусы литий-полимерных батарей

Экспериментируя с используемыми материалами катода, анода и электролита, ученые добились повышения плотности тока и увеличения температурного диапазона Li-Po ячеек. У разных брендов технологии изготовления Li-Pol аккумуляторов. Поэтому и характеристики элементов питания отличаются. Но в целом плюсами литий-полимерных аккумуляторов являются:

• стойкость к токовым перегрузкам, сжатию, вибрациям и другим воздействиям;
• компактность;
• легкий удельный вес;
• низкое внутреннее сопротивление;
• разнообразие форм и толщин – вплоть до 1 мм;
• высокая удельная энергоемкость;
• малый саморазряд;
• невыраженный эффект памяти;
• стабильность напряжения в процессе разряда;
• напряжение 3,7 В на ячейку;
• высокий уровень безопасности;
• диапазон рабочих температур от -20 до +40 °С;
• ресурс от 500 циклов и выше.

Минусами литиево-полимерных аккумуляторов считается их относительно высокая цена, временное снижение емкости на морозе и подверженность естественной деградации – старению. Как и все элементы питания на основе лития, Li-Polymer модели постепенно теряют свою емкость – около 20% за 2 года активной работы.

Типы Li-Po батарей

В зависимости от допустимых разрядных токов Li-Po батареи делятся на 2 группы:

1. Обычные – с разрядными токами до 3–5С. Такие устройства применяются в смартфонах, планшетах, других видах электроники и бытовой технике.
2. Быстроразрядные или силовые (обозначение Hi discharge, HC или HD в маркировке) – устройства с допустимым током разряда до 8–10С. Они применяются в радиоуправляемых моделях, портативном электроинструменте, электромобилях и других устройствах, которым нужны большие разрядные токи.

Правила эксплуатации

Чтобы продлить срок службы Li-Poly батареи, нужно четко соблюдать рекомендации по ее эксплуатации. Прежде всего, необходимо использовать надежное зарядное устройство с подходящими параметрами. На универсальном ЗУ важно корректно выставлять настройки – напряжение 4,2 В на элемент и ток до 1С. Для силовых моделей допустим зарядный ток до 5С. Также для сохранения работоспособности Li-Po батареи важно:

• не допускать перезаряда – выше 4,2 В на элемент;
• избегать короткого замыкания;
• не допускать перегрева выше 60 °С, в т. ч. при заряде или разряде высокими токами;
• не оставлять элементы питания под воздействием прямых солнечных лучей, возле отопительных приборов или открытых источников огня;
• не нарушать герметичность оболочки;
• не разряжать ниже 3 В на элемент;
• не подвергать ударам, прокалыванию и другим механическим воздействиям;
• не хранить в разряженном состоянии;
• заряжать, не дожидаясь полной разрядки;
• после использования на морозе – выдерживать пару часов при комнатной температуре, а затем заряжать;
• хранить в полузаряженном состоянии в прохладном сухом месте, в стороне от тепловых приборов.

При нарушении правил эксплуатации элементы питания быстро теряют емкость. При перегреве до 70 °С происходит самопроизвольная реакция, преобразующая энергию в тепло. В результате аккумулятор может воспламениться. Но при соблюдении правил использования Lo-Po элементы они абсолютно безопасны, эффективно справляются со своими задачами и радуют долгим сроком службы.

Какую батарею выбрать: Li-Pol или Li-ion?

Из-за отсутствия жидкого электролита Li-Po батареи считаются более безопасными в использовании. В отличие от Li-ion элементов, они не привязаны к стандартным типоразмерам, бывают очень тонкими – от 1–2 мм, выполняются в мягкой оболочке и имеют более легкий вес. В остальном Li-Pol и Li-ion батареи практически идентичны.

Поэтому выбор зависит преимущественно от требований к весу и толщине аккумулятора. Если нужен сверхтонкий и легкий источник питания, преимущество отдается полимерным моделям. В остальных случаях обычно используются Li-ion батареи.

Источник