Литий-полимерные батареи отличаются от обычных аккумуляторных систем типом используемого электролита. Первоначальная конструкция датируется 1970-ми годами и использовала сухой твердый полимерный электролит. Этот электролит напоминает пластикоподобную пленку, которая не проводит электричество, но позволяет обмениваться ионами (заряженными атомами или группами атомов). Полимерные электролиты заменяют традиционные пористые сепараторы, которые заполняются электролитом.
Сухая полимерная конструкция для простоты производства, надежности, безопасности и геометрии низкого профиля. С толщиной ячейки всего 1 миллиметр (0,039 дюйма) разработчики устройств могут использовать свое воображение в форме, размере и размере.
К сожалению, сухие литий-полимеры имеют плохую электропроводность. Внутреннее сопротивление слишком велико, чтобы обеспечить импульсы тока, необходимые для питания современных коммуникационных устройств и вращения жестких дисков мобильных вычислительных устройств. Нагрев батареи до 60°C (140°F) или выше увеличивает проводимость, что не подходит для портативных приложений.
Для компромисса был добавлен гелированный электролит. Коммерческие батареи используют разделительные/электролитные мембраны, изготовленные из тех же обычных пористых полиэтиленовых или полипропиленовых сепараторов, заполненных полимерами, которые превращаются в гель при заполнении жидким электролитом. В результате коммерческие литий-ионные полимерные батареи химически и материально очень похожи на свои аналоги с жидким электролитом.
Литий-ионные полимеры не завоевали популярность так быстро, как ожидали некоторые аналитики. Их преимущества перед другими системами и более низкие производственные затраты еще не были реализованы. Увеличение емкости не улучшилось — на самом деле, емкость была немного меньше, чем у стандартного литий-ионного аккумулятора. Литий-ионные полимеры нашли рыночное преимущество в тончайших геометриях, таких как аккумуляторы кредитных карт и других подобных приложениях.
Основные преимущества литий-полимерных аккумуляторов:
1. Рабочее напряжение литий-полимерного аккумулятора достигает 3,6–3,8 В, что значительно выше напряжения 1,2 В никель-водородных и никель-кадмиевых аккумуляторов.
2. Литий-полимерный аккумулятор имеет большую плотность емкости, которая в 1,5–2,5 раза выше, чем у никель-металлгидридных или никель-кадмиевых аккумуляторов.
3. Саморазряд литий-полимерного аккумулятора невелик, и потеря его емкости также очень мала после длительного хранения.
4. Литий-полимерный аккумулятор имеет длительный срок службы, а его цикличность может достигать более 500 раз при нормальном использовании.
5. Литий-полимерный аккумулятор не имеет эффекта памяти, поэтому нет необходимости разряжать оставшийся заряд перед зарядкой, что удобно в использовании.
6. Хорошие показатели безопасности: полимерно-литиевая батарея использует мягкую алюминиево-пластиковую упаковку по структуре, которая отличается от металлической оболочки жидкой батареи. При возникновении опасности жидкостная батарея легко взрывается, в то время как полимерная батарея взорвется максимум.
7. Малая толщина, можно сделать тоньше: литий-полимерный аккумулятор сверхтонкий, и аккумулятор можно собрать в кредитную карту. Обычные жидкие литиевые аккумуляторы используют метод сначала настройки оболочки, а затем заполнения положительных и отрицательных материалов. Существует техническое узкое место, когда толщина меньше 3 или 6 мм. Эта проблема не существует для полимерных аккумуляторов. Толщина может быть меньше 1 мм, что соответствует потребностям текущего направления мобильных телефонов.
8. Легкий вес
Литий-полимерные батареи используют полимерные электролитные батареи без металлического корпуса в качестве защитной внешней упаковки. Полимерные батареи на 40% легче литиевых батарей в стальном корпусе с той же емкостью и характеристиками, и на 20% легче батарей в алюминиевом корпусе.
9. Большая вместимость
Литий-полимерные аккумуляторы имеют емкость на 10-15% выше, чем аккумуляторы со стальным корпусом того же размера и технических характеристик, и на 5-10% выше, чем аккумуляторы с алюминиевым корпусом. Использование полимерных аккумуляторов.
10. Малое внутреннее сопротивление
Внутреннее сопротивление полимерно-литиевых аккумуляторных ячеек меньше, чем у обычных жидкостных ячеек. В настоящее время внутреннее сопротивление бытовых полимерных ячеек может быть даже менее 35 мОм, что значительно снижает собственное потребление батареи и продлевает время ожидания мобильного телефона. Может достигать уровня международных стандартов. Этот вид полимерно-литиевых аккумуляторов, поддерживающих большой ток разряда, является идеальным выбором для моделей с дистанционным управлением и стал самым перспективным продуктом для замены NiMH-аккумуляторов.
11. Форму можно изменить по желанию заказчика.
Производители не ограничены стандартными форм-факторами и могут быть экономично изготовлены по размеру. Полимерно-литиевые батареи могут увеличивать или уменьшать толщину ячейки батареи в соответствии с потребностями клиентов, а также разрабатывать новые модели ячеек батареи, которые являются дешевыми и имеют короткий цикл открытия формы. емкость батареи.
12. Хорошие разрядные характеристики
В литий-полимерных аккумуляторах используются коллоидные электролиты, которые имеют стабильные разрядные характеристики и более высокую разрядную платформу, чем жидкие электролиты.
13. Конструкция защитной платы проста.
Благодаря использованию полимерных материалов, элементы литий-полимерных аккумуляторов не воспламеняются и не взрываются, а сам аккумулятор достаточно безопасен. Поэтому можно считать, что конструкция защитной схемы полимерных аккумуляторов исключает PTC и предохранители, что позволяет экономить на стоимости аккумуляторов.
Ограничения литий-полимерных аккумуляторов
1. По сравнению с литий-ионными аккумуляторами плотность энергии ниже, а количество циклов сокращено.
2. Дороговизна производства.
3. Стандартного размера не существует. Большинство аккумуляторов производятся для массового потребительского рынка.
4. Соотношение цена/энергия выше, чем у Li-ion
Метод обслуживания литий-полимерных аккумуляторов
При использовании аккумулятора старайтесь не допускать его чрезмерной зарядки или разрядки, то есть используйте аккумулятор стабильно и планомерно, не допускайте его быстрой разрядки и не заряжайте аккумулятор непрерывно в течение слишком длительного времени (обычно в течение 8 часов).
Если вы хотите сохранить мощность литий-полимерного аккумулятора, лучше всего полностью разряжать его каждый месяц, а затем один раз заряжать — это поможет аккумулятору сохранить мощность и продлить срок его службы.
Время публикации: 06.04.2023
