Типы Li-ionаккумуляторов
В зависимости от используемого материала катода литиевые элементы бывают:
- Литий-марганцевые (LiMn2O4, LNO). Имеют меньшее внутреннее сопротивление, высокую мощность и умеренную емкость – 100–150 Вт·ч/кг. Стандартные токи заряда и разряда – до 1С, но есть модели с С-рейтингом зарядки до 3С и С-рейтингом разряда до 10С, а в импульсном режиме – до 50С. Ресурс – около 500 циклов. Применяются такие накопители в электроинструменте, силовых агрегатах, медицинском оборудовании.
- Литий-кобальтовые (LiCoO2, LCO). Имеют высокую энергоемкость (150–200 Вт·ч/кг), но уступают аналогам по термической стабильности и сроку службы (500–1000 циклов). Токи заряда и разряда для таких элементов не должны превышать 1С. Накопители энергии на основе кобальта встречаются все реже, но еще используются в мобильных телефонах, цифровых камерах, ноутбуках.
- Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные (NMC, NCM). Обеспечивают высокую мощность и емкость – 150–220 Вт·ч/кг, выдерживают 1000–2000 циклов. Стандартные токи заряда и разряда – 1С. Используются в медицинском и промышленном оборудовании, электровелосипедах и других видах электротранспорта.
- Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные (NCA). Отличаются высокой удельной энергоемкостью – 200–260 Вт·ч/кг. Имеют ресурс около 500 циклов, зарядные токи 0,7С и разрядные 1С. Обеспечивают автономное питание промышленного и медицинского оборудования, электрических силовых агрегатов и других устройств, требующих высокой емкости.
- Литий-железо-фосфатные (LFP, LiFePO4). Отличаются большим ресурсом (более 2000 циклов), термической и химической стабильностью, высокой безопасностью эксплуатации и малым внутренним сопротивлением. Их удельная энергоемкость составляет 90–120 Вт·ч/кг, ток зарядки – 1С, ток разрядки – до 25С. Используются такие элементы питания в устройствах, для которых важна выносливость аккумов, способность работать на морозе и выдерживать высокие токи нагрузки.
- Литий-титанатные (LiTi). Отличаются низким номинальным напряжением (2,4 В) и удельной энергоемкостью 70–80 Вт·ч/кг, но быстро заряжаются, имеют широкий температурный диапазон и ресурс 3000–7000 циклов. Номинальные токи зарядки 1С, максимум – 5С. Допустимые разрядные токи – 10С, а при импульсной подзарядке – 30С. Литий-титанатные элементы считаются самыми безопасными. Используются они в уличном освещении, ИБП, электротранспорте.
Преимущества и недостатки
Литий-феррофосфатные АКБ имеют достаточно внушительный список преимуществ. Но есть и недостатки.
К сильным сторонам относят такие пункты:
- достаточно продолжительный срок службы;
- медленная потеря ёмкости;
- стабильные показатели напряжения разряда;
- не токсичные, и не опасные для окружающей среды;
- разряд происходит с меньшей скоростью;
- могут переносить достаточно низкие температуры;
- минимальная подверженность возгораниям и взрывам.
Но опять же это сравнение скорее с другими разновидностями литиевых АКБ, а не со свинцово-кислотными.
При этом у литиевых аккумуляторов для автомобилей есть ряд потенциальных недостатков, которые пока не позволяют перейти на активное применение в машинах.
Речь идёт о таких минусах:
- чтобы получить полноценную батарею на 12,8 В, требуется соединить 4 литиевых аккумулятора;
- высокая стоимость, которая превосходит кальциевые и свинцовые АКБ в 3-4 раза;
- низкая устойчивость к отрицательным температурам;
- в российских условиях климата на морозе будут быстро терять заряд;
- при заморозках заряжать такие АКБ очень сложно;
- при температуре ниже 0 градусах зарядка запрещена;
- при объединении нескольких батарей, обязательно применяется плата балансировки;
- не любят постоянную зарядку, идущую от АКБ, и нужно ставить дорогие дополнительные платы защиты.
Как видите, недостатки более чем весомые.
Но некоторые продолжают утверждать, что такие АКБ использовать можно и у них неплохие перспективы.
Общие правила эксплуатации Li-Ion аккумуляторов
Чтобы вольт-амперные, другие характеристики не снижались, важно правильно эксплуатировать литий-ионный аккумулятор. Важна первая зарядка, позволяющая правильно распечатать законсервированный АКБ
Заряжать устройство следует после полной разрядки, повторить процедуру рекомендуется 2-3 раза. Таким образом, исключается «эффект памяти», аккумулятор будет использоваться на полную ёмкость, заявленную производителем.
Важно следить за температурным режимом, при котором эксплуатируется смартфон, ноутбук, другая портативная техника. Литий-ионный источник питания чувствителен как к повышенной температуре (он может воспламениться, взорваться), так и к пониженной (могут существенно ухудшиться потребительские свойства)
Зарядка
Зарядка АКБ в смартфоне.
Эксперты рекомендуют восполнять ёмкость АКБ, когда на экране появляется значение 30-50%. В блоке питания, входящем в комплект поставки, предусмотрен контроллер, который прекратит подачу тока, когда АКБ полностью заряжен. Это защищает аккумулятор от перегрева, но не гарантирует, что батарея не начнёт деградировать, если её забыть подключённой к сети на несколько дней.
Не следует заряжать аккумулятор, который недавно работал на предельных значениях. Если крышка устройства немного нагрелась, рекомендуется подождать 15-20 минут, только потом подключать зарядный блок к розетке.
Калибровка
Если пользователь заметил, что аккумулятор перестал работать, как раньше, рекомендуется выполнить калибровку. Процедура поможет снизить уровень саморазряда, падение ёмкости пластин, продлит общий срок жизни батарейки. В идеале калибровку необходимо делать каждые три месяца. Существует два варианта: ручная или программная. Но в любом случае процедура состоит из последовательного заряда-разряда аккумуляторной батареи, она повторяется 2-3 раза.
Такая схема действий восстанавливает нормальную работу контроллера, сбрасывает «эффект памяти». Если калибровка выполняется программным методом, пользователь дополнительно получает информацию о работоспособности аккумулятора, например, степень износа пластин.
Хранение
Литий-ионные аккумуляторы требуют особенных условий при хранении, особенно, если батарея не используется более полугода. При такой ситуации потребуется:
Температура хранения АКБ.
- Полностью зарядить аккумулятор.
- Снять его с устройства.
- Положить в сухое, прохладное место, где отсутствует возможность прямого контакта с солнечными лучами.
Оптимально, когда температура в помещении составляет 15-17 градусов. В таких условиях АКБ практически не подвергается саморазряду, сохраняет первоначальные эксплуатационные характеристики.
Топ 5 зарядных устройств для литиевых аккумуляторов
Ну а для тех, кто не считает нужным или возможным собирать зарядку для Li-ion своими руками, мы приводим наиболее популярные приборы для зарядки цилиндрических аккумуляторов 18650.
Наиболее популярные ЗУ для литийионных элементов:
| Рейтинг | Внешний вид | Модель | Производитель | Типоразмер аккумуляторов | Количество отсеков (независимых каналов) | Дополнительные функции | Цена, руб. | Где купить |
| 1 | Nitecore D4 | ТМ Nitecore | AA (R6), ААA (R03), AAAA, С (R14), 26650, 22650, 18650, 10440, 14500, 16340, CR123A, 17670, 17500, 18490, 18350 | 4 | ЖК-дисплей, тестирование, определение электрической ёмкости, защита от перезаряда, переполюсовки, питание от прикуривателя автомобиля | 2 100 | Я.Маркет | |
| 2 | Liitokala Lii-500 | Liitokala | 18650, 18490, 18350, 17670, 17500, 17335, 16340 (RCR123), 14500, 10440, 26650, 22650, 26500, A, AA, AAA, SC | 4 | ЖК-дисплей, тестирование, определение электрической ёмкости, защита от перезаряда, переполюсовки, порт USB 5 В/1А | 2 400 | Я.Маркет | |
| 3 | Opus BT-C3100 v2.2 | Opus | АА, ААА, С (R14), 10440, 16340, 14500, 17500, 17335, 17500, 18490, 17670, 18650, 22650, 26650 | 4 | ЖК-дисплей, тестирование, определение электрической ёмкости, защита от перезаряда, переполюсовки, многоступенчатая зарядка | 2 900 | Я.Маркет | |
| 4 | SkyRC MC3000 | SkyRC | AA, AAA, C, D, SC, AAAA, 18650, 14500, 16340, 32650, 14650, 17670, 10440, 18700, 18350, RCR123, 18500, 18490, 25500, 13500, 13450, 16650, 22650, 17500, 10340, 17650, 10500, 26500, 12340, 12500, 12650, 14350, 14430, 16500, 17350, 20700, 21700, 22500, 32600 | 4 | ЖК-дисплей, тестирование, определение электрической ёмкости, защита от перезаряда, переполюсовки, удаленный контроль по Bluetooth 4.0, контроль температуры, порт USB 5 В/2.1А, питание от бортовой сети автомобиля | 7 100 | Я.Маркет | |
| 5 | Palo P10 | Palo | AA, AAA | 8 | Светодиодная индикация, фиксированный ток зарядки на уровне 180 или 200 мА, попарная зарядка, невысокая цена | 900 | — |
Отличие аккумуляторов Li-ion от Ni-Cd аккумуляторов
Ёмкость литий-ионных источников тока значительно выше, чем тот же показатель у никель-кадмиевых аккумуляторов, вследствие чего требуется много меньшая по весу и габаритам батарея, чтобы обеспечить одно и то же время работы.
Также в процессе хранения ввиду низкой скорости саморазряда li-ion аккумуляторы разряжаются меньше, чем другие типы, и они более терпимы к постоянной зарядке, даже если заряд батареи не обнулён.
В плане экологичности рассматриваемые батарейки меньше вредят окружающей среде, чем никель-кадмиевые, как при изготовлении, так и в использовании материалов.
Однако по отношению к Ni-Cd аккумуляторами в литий-ионных используют более дорогостоящие технологии.
Какими бывают литиевые аккумуляторы
В зависимости от того, из какого материала изготовлен положительный электрод литиевого аккумулятора, существует их несколько разновидностей:
- с катодом из кобальтата лития;
- с катодом на основе литированного фосфата железа;
- на основе никель-кобальт-алюминия;
- на основе никель-кобальт-марганца.
У всех этих аккумуляторов имеются свои особенности, но так как для широкого потребителя эти нюансы не имеют принципиального значения, в этой статье они рассматриваться не будут.
Также все li-ion аккумуляторы производят в различных типоразмерах и форм-факторах. Они могут быть как в корпусном исполнении (например, популярные сегодня 18650) так и в ламинированном или призматическом исполнении (гель-полимерные аккумуляторы). Последние представляют собой герметично запаянные пакеты из особой пленки, в которых находятся электроды и электродная масса.
Наиболее распространенные типоразмеры li-ion аккумуляторов приведены в таблице ниже (все они имеют номинальное напряжение 3.7 вольта):
| Обозначение | Типоразмер | Схожий типоразмер |
|---|---|---|
| XXYY0, где XX – указание диаметра в мм,YY – значение длины в мм, – отражает исполнение в виде цилиндра | 10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø соответствует ААА, но на половину длины) | |
| 10280 | ||
| 10430 | ААА | |
| 10440 | ААА | |
| 14250 | 1/2 AA | |
| 14270 | Ø АА, длина CR2 | |
| 14430 | Ø 14 мм (как у АА), но длина меньше | |
| 14500 | АА | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (или 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (или 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (или 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | С | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Внутренние электрохимические процессы протекают одинаково и не зависят от форм-фактора и исполнения АКБ, поэтому все, сказанное ниже, в равной степени относится ко всем литиевым аккумуляторам.
Хранение литий-ионных Li-ion батарей и аккумуляторов.
Хранение батарей в прохладном месте замедляет процессы старения литий-ионных батарей так же, как и батарей других типов. Производители рекомендуют хранить батареи при температуре 15 градусов. При этом батареи должны быть подзаряжены.
Для литий-ионных батарей не рекомендуется длительное хранение. Более того, в процессе хранения они должны быть подвержены ротации. То есть их следует периодически переворачивать. При покупке батареи потребитель должен быть предупрежден производителем о сроке ее замены. К сожалению, информация о дате выпуска часто кодируется среди цифр серийного номера или отдельно, что не позволяет конечному потребителю определить дату выпуска без использования справочной литературы.
Производители постоянно работают над улучшением качества литий-ионных аккумуляторных батарей. Примерно каждые полгода они используют новые или улучшенные химические составы. При таких темпах сложно, а подчас и невозможно уследить за данными об изменениях в сроке хранения и эксплуатации.
Долговечность батареи
Долговечность батареи на текущий момент с учетом постепенного падения остаточной емкости не ниже 70% составляет более 4 000 циклов зарядки-разрядки, то есть в среднем более 1 500 000 км и служит более 10 лет. Последнее позволяет утверждать, что сейчас главная претензия к тяговым батареям — их стоимость.
Как падает емкость аккумулятора
С годами и пройденными километрами емкость аккумуляторной батареи электромобиля падает. Все батареи в конечном итоге изнашиваются и должны быть заменены. Скорость, с которой они истекают, зависит от ряда факторов. Глубина разряда — это рекомендуемая минимальная доля общего объема накопленной энергии, для которой эта батарея будет достигать своих номинальных циклов. Аккумуляторные батареи с глубоким циклом обычно не должны разряжаться до менее чем 20% от общей емкости. Отдельные современные батареи могут выдержать более глубокие разряд. Литий-ионные батареи, используемые в большинстве современных электрокаров, теряют часть своей максимальной емкости в год, даже если они не используются, но имеют очень высокое циклическое сопротивление и выдерживают более 10 000 циклов заряда и разряда и длительный срок службы до 20 лет. Никель-металлгидридные батареи теряют гораздо меньшую емкость.
В США проводились тесты срока службы батареи Tesla Roadster (2008). Было обнаружено, что после 100 000 миль (160 000 км), батарея по-прежнему оставалась вместимостью от 80 до 85 процентов, причем независимо от того, в какой климатической зоне движется автомобиль. Родстер Tesla был построен и продан в период с 2008 по 2012 год. Для своих 85-кВт-ч аккумуляторов в Tesla Model S предусмотрена 8-летняя гарантия с неограниченным пробегом.
По состоянию на декабрь 2020 года самым продаваемым в мире электромобилем в мире является Nissan Leaf, с более чем 250 000 единиц, проданных с момента его создания в 2010 году. Nissan заявил в 2020 году, что за это время только 0,01% батарей пришлось заменить из-за сбоев или проблем. Есть множество EV транспортных средств, которые уже покрыли более 200 000 км; ни у одного из них не было никаких проблем с батареей.
Немного истории
Первая батарея по технологии Li-ion была построена не так уж и давно – в 1970 году. Она имела анод из металлического лития, были несовершенны, опасны и имели относительно небольшое соотношение емкость/габариты. Но начало было положено, и в 1991 году появилась батарея с анодом из графита.
Это снижало риск возгорания, удешевляло производство и увеличивало электрическую емкость при тех же габаритах. Позже в материалы анодов и катодов вносились те или иные присадки, и вот, наконец, мы имеем лучший на сегодняшний день источник энергии. Компактный, емкий и безопасный при правильной эксплуатации.
Маркировка
Параметры литий-ионных аккумуляторных батарей нанесены на корпус изделия, при этом применяемая кодировка может существенно отличаться для разных типоразмеров. Единый для всех производителей стандарт маркировки АКБ пока не разработан, но самостоятельно разобраться с самыми важными параметрами все же возможно.
Буквы в строке маркировки указывают на тип элемента и использованные материалы: первая буква I означает литий-ионную технологию, следующая буква (C, M, F или N) уточняет химический состав, третья буква R означает, что элемент является перезаряжаемым (Rechargeable).
Цифры в названии типоразмера означают размер аккумулятора в миллиметрах: две первые цифры — диаметр, а две другие — длина. Например, 18650 указывает, что диаметр составляет 18 мм, а длина — 65 мм, 0 обозначает цилиндрический форм-фактор.
Последние в ряду буквы и цифры — специфическая для каждого производителя маркировка емкости. Для указания даты изготовления также не существует единых стандартов.
Какие основные виды аккумуляторных батареек существуют?
Как устроен электрический аккумулятор, его принцип работы, виды, назначение и основные характеристики
Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля?
Что такое внешний аккумулятор для телефона и какой лучше выбрать?
Какие существуют виды источников электрического тока?
В чём и как измеряется емкость аккумулятора?
История появления
Первые подобные аккумуляторы появились еще в 70-е гг. прошлого века. Они сразу получили востребованность благодаря более совершенным характеристикам. Анод элементов был изготовлен из металлического лития, свойства которого позволили повысить удельную энергию. Так появились литиевые аккумуляторы.
У новых батарей был весомый недостаток — повышенная опасность взрыва и воспламенения. Причина крылась в образовании на поверхности электродов литиевой пленки, которая приводила к нарушению температурной стабильности. В момент максимальной нагрузки батарея могла взорваться.
Доработка технологии привела к отказу от чистого лития в компонентах АКБ в пользу использования его положительно заряженных ионов. Литий-ионный аккумулятор оказался удачным решением.
Данному типу ионных аккумуляторов свойственна более высокая безопасность, которая получена за счет небольшого снижения энергетической плотности, но постоянный технологический прогресс позволил свести проигрыш по этому показателю к минимуму.
Вовремя отключайте зарядное устройство
Если аккумулятор заряжается дольше чем положено, то есть если он остается подключен к источнику зарядного тока даже после того как полностью зарядился, это может убить аккумулятор, сильно понизив его емкость.
Суть в том, что рабочий уровень обычного литиевого аккумулятора не должен для безопасной работы превышать 3,6 вольта, однако зарядные устройства в процессе зарядки подают на клеммы 4,2 вольта. И если зарядное устройство вовремя не отключить (благо, некоторые отключаются автоматически сами), то внутри аккумулятора начнутся вредные реакции. В худшем случае пойдет чрезмерный перегрев, и цепная реакция в электролите не заставит себя долго ждать.
Вовремя отключайте зарядное устройство
Фирменные оригинальные зарядные устройства (которые идут в комплекте с самим гаджетом от производителя) отличаются высоким качеством, они сами способны снижать зарядный ток, взаимодействуя по правильному алгоритму с аккумулятором и со встроенным в гаджет контроллером.
С оригинальными зарядными устройствами опасность наступления перезаряда минимальна. Но лучше всего для верности сразу отключать заряжаемое устройство от зарядника, как только поступил сигнал (звук, световая индикация или пиктограмма на экране), что аккумулятор полностью заряжен. Не оставляйте очень надолго полностью заряженный смартфон подключенным к зарядному устройству.
Не беспокойтесь, что когда вы отключите смартфон от зарядника, он начнет разряжаться, ведь литиевые аккумуляторы отличаются от других типов аккумуляторов низким уровнем саморазряда. Если даже аккумулятором вообще не пользоваться после зарядки, то спустя сутки после отключения зарядки лишь 5% энергии, но все ровно убудет, а за следующий месяц — еще 2%.
В любом случае нет необходимости оставлять устройство на подзарядке (даже от фирменного зарядного устройства) до последнего момента, лучше отключить сразу, как только на дисплее (или индикатором) показан полный заряд.
Все современные мобильные устройства на литий-ионных аккумуляторах показывают 100% заряда, когда аккумулятор действительно полностью заряжен, нет никакой необходимости держать дольше.
Из истории создания
Li-ion аккумуляторы впервые появились в начале 90-х годов. Ведущим их производителем изначально стала компания Sony. В состав такой батареи входят два электрода. Катод помещен на фольгу из алюминия, а анод расположен на фольге из меди. Между электродами помещены разделители (сепараторы), содержащие жидкий или гелеобразный электролит. Ионы лития c зарядом «+» являются носителями тока, ионами, способными проникать в другие химические элементы, давая, тем самым, ход электрохимической реакции, обеспечивающей питание того или иного устройства.
Литиевые аккумуляторные батареи прошлого поколения «славились» повышенной взрывоопасностью по причине использования в них анода металлического лития и возникновения газообразных химических соединений внутри АКБ. При множественных циклах «заряда-разряда» могло произойти замыкание, а затем и взрыв литиевого аккумулятора. Взрывы случались и по причине того, что ионы лития вступали в опасную реакцию с другими веществами, входившими в состав батареек.
Когда химическое вещество для анода окончательно заменили графитом, это удалось полностью исправить. Кстати, все современные устройства для зарядки, посредством которых батарейки получают электропитание, предохраняют их от перегревания и «перебора» тока. В литий-феррум-фосфатных АКБ этот серьезный недостаток полностью устранен. Однако для разработки безопасных аккумуляторных устройств понадобилось около 20 лет.
Во избежание самовозгорания литиевой батареи при ее зарядке производители стали встраивать в корпус контроллер заряда аккумуляторов. Контроллер регулирует температуру внутри АКБ, глубину разрядки и количество потребляемого тока. Но не все литиевые аккумуляторы снабжены контроллером. Часто производитель не устанавливает его — в целях экономии и увеличения емкости. Именно по этой причине некоторые батареи вздуваются и взрываются до сих пор.
Однако, в отличие от своих предшественников в виде никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементов питания, ионные аккумуляторы имеют гораздо лучшие характеристики. Низкий уровень саморазряда в таких батареях обеспечивает их более длительный срок годности, а высокая емкость позволяет им работать гораздо дольше. К тому же ни одному литиевому элементу не требуется дополнительное обслуживание, а при окончательном выходе из строя лучше его не восстанавливать, а заменить.
Литий-ионный аккумулятор 18650 — краткое описание, когда созданы
Само по себе понятие литиевых аккумуляторов появилось в 1970 году, когда ученый Майкл Уиттенгем продемонстрировал возможность соединения дисульфида титана с ионами лития во время разрядки АКБ, а при заряде они экстрагировались.
В то время напряжение такой батареи было слишком низким, а пожароопасность невероятно высокой. Это подтолкнуло Д. Гуденафома в 1980 году создать новый материал, называемый кобальтитом лития, а в 1996 году – феррофосфат лития. Новые батареи обладали более высоким напряжением.
То, что сейчас используется в качестве литий-ионного аккумулятора впервые появилось в 1991 году. Создал батарею Акира Есино, а производство запустила компания Sony, в качестве анода выступал графит, а катодом стал кобальтит лития. Трое ученых, работавших над созданием литий-ионных АКБ получили в 2019 году нобелевскую премию по химии.
Компания Sony первая выпустила литий-ионный АКБ
Принцип работы батареи
Основой работы Li-ion аккумулятора является углеродный материал и принцип так называемой интеркаляции. Суть заключается во внедрении лития в структуру отрешительного электрода в период заряда батареи. В результате образуется интеркаляционное соединение. Во время разрядки литий покидает кристаллический углерод, отдавая электрон.
Что означает «18650», размер в мм
Типоразмер литий-ионных АКБ обозначается цифровым кодом. В случае с аккумуляторной батарейкой 18650, значения цифр следующие:
- 18 – диаметр;
- 65 – длина;
- 0 – форма корпуса – цилиндр.
На корпусе батареи написаны ее характеристики
Также в наименовании аккумуляторной батареи 18650 могут содержаться буквы, у различных производителей они могут отличаться, но есть между ними некоторые общепринятые обозначения:
- I – говорит о том, что АКБ ионная;
- С – катод изготовлен из кобальта;
- F – материал катода железофосфат;
- М – в батарее используется марганец;
- R – обозначает, собственно, саму АКБ.
В зависимости от фирмы производителя могут добавляться иные символы, характеризующие элемент, маркировка аккумуляторов 18650 будет отличаться.
Где плюс и минус
В АКБ 18650 очень важно не перепутать полярность. Понять, где расположен где плюс и минус у аккумулятора 18650 не так сложно, как может показаться с первого взгляда
Да, обе стороны с первого взгляда похожи, но у них есть довольно значительное отличие – плюсовая клемма имеет до четырех маленьких отверстий и все же немного выступает, по сравнению от совершенно плоской минусовой.
Отличить полярность не сложно
Отличие li-ion от li-pol аккумуляторов
Литий-ионный аккумулятор существенно отличается от литий-полимерного по множеству параметров.
Разница технологий
Главным отличием аккумуляторов li-pol от li-ion считается физическое состояние электролита. В первом случае применяют твердый полимерный электролит или пластины с элементами гелеобразными включениями. Во втором случае электроды делятся жидким веществом.
Применение сухого электролита уменьшает его активность. Потому для улучшения свойств аккумулятора в него добавляют гелевые полужидкие вкрапления. Применение полимерной прослойки делает технологию более сложной и дорогой. Однако при этом батареи становятся более удобными и безопасными.
Срок службы
Обе разновидности аккумуляторов в равной степени подвержены старению. Они обеспечивают примерно 900 полных циклов зарядки. После чего использовать их невозможно. При этом активность эксплуатации самого устройства не имеет особого значения. Если долгое время вообще не пользоваться батареей, сокращение ресурса тоже произойдет.
Уже через 1 год емкости значительно уменьшаются в ресурсе. Через 2-3 года батарея может вообще выйти из строя. Этот минус считается общим для всех видов литиевых устройств. Потому специалисты советуют выбирать более долговечную модель. При этом стоит ориентироваться на репутацию производителя и конкретные отзывы.
Дополнительная защита
При анализе отличий разных типов аккумуляторов стоит учитывать наличие защиты. Модели li-pol требуют применения дополнительной внутренней защиты. Они могут перегореть из-за перегревания элементов. Такие последствия обусловлены внутренним напряжением функционирующих зон.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность “Экономика предприятия”
Для защиты устройства от перезарядов, перегревания элементов и перегорания в конструкции предусмотрена особая стабилизирующая система. Также в ней используется механизм ограничения тока. Это делает аккумуляторы li-pol безопаснее, однако значительно повышает их стоимость.
В конструкции применяют часть электролитов в гелевой форме. Комбинированные источники питания применяются во множестве портативных устройств. Они характеризуются высокой чувствительностью к колебаниям температур и требуют четкого соблюдения правил эксплуатации. Аккумуляторы li-pol стоит применять в устройствах, которые нагреваются до 60-100 градусов.
Производители помещают внутренние элементы в корпус, который отличается теплоизолирующими характеристиками. Такие аккумуляторы прекрасно подходят для использования в условиях повышенных температур. Если температурный режим не соответствует требованиям эксплуатации, полимерные элементы используются как резерв.
Особенности зарядки
Для пополнения заряда li-pol аккумулятора понадобится минимум 3 часа. При этом можно не бояться нагревания блока. Существует 2 этапа наполнения. Первый протекает, пока не будет установлен пиковый режим. Его поддерживают до достижения зарядкой 70 %. При нормальных параметрах напряжения удается набрать остаточный заряд 30 %.
Подзарядку рекомендуется проводить по четкому графику. При этом стоит дождаться полной разрядки и выполнять манипуляцию каждые 500 часов применения устройства. Это помогает поддерживать объем наполнения на постоянном уровне.
Аккумулятор стоит подключать исключительно к стабильной электросети. При этом не должно быть колебаний напряжения или помех. Использовать рекомендуется лишь соответствующие зарядные устройства, которые совпадают с параметрами, которые приведены в описании.
Важно учитывать, что при зарядке все разъемы стоит подключать правильно. Стоит следить, чтобы не было размыкания
Элементы литий-полимерных устройств отличаются высокой чувствительностью к повышенным параметрам тока, перегрузкам, механическим воздействиям и переохлаждению. Важно контролировать герметичность твердотельных деталей.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность “Экономика предприятия”
Зарядка аккумуляторов li-ion не отличается от устройств li-pol. Однако они характеризуются более высокой чувствительностью и меньшей надежностью в плане безопасности. Длительность зарядки у двух типов совпадает. Однако литий-полимерные элементы считаются более требовательными к качеству электроснабжения.
Особенности устройства литий-ионных Li-ion аккумуляторов.
В 1991 г. компания Sony первой в мире начала коммерческий выпуск литий-ионных аккумуляторных батарей. За ней последовали и другие компании. В настоящее время производство литий-ионных аккумуляторных батарей представляет собой быстрорастущий и многообещающий сегмент рынка.
Энергетическая плотность литий-ионных батарей в два раза превышает энергетическую плотность стандартных никель-кадмиевых батарей. Совершенствование, достигаемое подбором активных материалов электродов, в перспективе позволит увеличить это соотношение до трех раз.
Кроме высокой емкости, литий-ионные батареи обладают хорошими нагрузочными характеристиками, похожими на нагрузочные характеристики никель-кадмиевых батарей. Они нетребовательны к обслуживанию настолько, что такая простота в обслуживании недостижима для батарей других типов.
У них отсутствует «эффект памяти». Для них не требуется проведения контрольно-тренировочных циклов, продлевающих срок службы. И, наконец, саморазряд литий-ионных батарей, который вдвое меньше, чем у никель-кадмиевых и никель-металлгидридных батарей, делает их незаменимыми при использовании во многих устройствах.
Высокое напряжение на элементе батареи позволяет производителям выпускать аккумуляторные источники питания, состоящие всего лишь из одного элемента. Такие источники используются во многих моделях современных мобильных телефонов. А простота конструкции упрощает производство батарей. При производстве мощных батарей, состоящих из нескольких элементов, большое преимущество дает очень низкое внутреннее сопротивление литий-ионных элементов.
