Care este diferența dintre bateriile cu polimer de litiu și bateriile cu ioni de litiu? Care sunt caracteristicile bateriilor cu polimer litiu? Avantajele bateriilor cu polimer litiu

Fără o durată de viață adecvată a bateriei, întregul scop al unui dispozitiv mobil se pierde. Utilizatorul se trezește legat de rețeaua electrică și nu poate fi în contact în timpul mișcării. În compania „Magazin-Details.RU” puteți cumpăra o baterie litiu-polimer și puteți rezolva problemele cu descărcarea rapidă a dispozitivului.

Cum să comanzi o baterie litiu-polimer la Magazin-Details.RU

Doriți să cumpărați rapid baterii Li-Pol și să nu așteptați livrarea pieselor de schimb? Contactați magazinul nostru. Suntem furnizori ai centrelor de service și magazinelor de piese de schimb de top și suntem, de asemenea, preferați de clienții de retail din toată țara.

Firma noastră vinde și colaborează direct cu producătorii de echipamente de câțiva ani. Suntem specializati in furnizarea de piese de schimb originale de inalta calitate. Acest lucru garantează clientului o viață neîntreruptă a bateriei.

Tot aici vei gasi baterii Li-Ion pentru laptopuri, smartphone-uri, telefoane si tablete.

Compania noastra se straduieste sa simplifice pe cat posibil procedura de comanda. Pentru a cumpăra o baterie polimer litiu-ion, clientul nu trebuie să piardă timpul și să vină la biroul nostru. Toate problemele vor fi rezolvate rapid prin intermediul site-ului web, prin e-mail sau prin telefon.

Puteți afla costul exact al pieselor pe site-ul nostru. Managerii magazinelor actualizează constant sortimentul, informațiile despre prețuri și solduri.

Compania „Magazin-Details.RU” cooperează cu persoane juridice și persoane fizice. Plata pentru comanda dumneavoastră se poate face prin servicii și sisteme de plată populare fără a părăsi casa dumneavoastră.

Livrarea bateriilor litiu-polimer pentru smartphone-uri se realizează prin servicii de curierat, companii de transport sau Poșta Rusă. De asemenea, puteți ridica mărfurile la un moment convenabil de la depozitul nostru.

Tehnologiile de producție a bateriilor nu stau pe loc și treptat bateriile Ni-Cd (nichel-cadmiu) și Ni-MH (nichel-hidrură metalică) sunt înlocuite pe piață cu baterii bazate pe tehnologia litiu. Bateriile cu litiu polimer (Li-Po) și litiu-ion (Li-ion) sunt din ce în ce mai folosite ca sursă de energie în diferite dispozitive electronice

Litiu- metal alb-argintiu, moale și ductil, mai dur decât sodiul, dar mai moale decât plumbul. Litiul este cel mai ușor metal din lume! Densitatea sa este de 0,543 g/cm3. Poate fi prelucrat prin presare și rulare. Zăcăminte de litiu se găsesc în Rusia, Argentina, Mexic, Afganistan, Chile, SUA, Canada, Brazilia, Spania, Suedia, China, Australia, Zimbabwe și Congo

Excursie în istorie

Primele experimente privind crearea bateriilor cu litiu au început în 1912, dar abia șase decenii mai târziu, la începutul anilor '70, au fost introduse pentru prima dată în dispozitivele de uz casnic. Mai mult, permiteți-mi să subliniez, acestea au fost doar baterii. Încercările ulterioare de a dezvolta baterii cu litiu (baterii reîncărcabile) au eșuat din cauza problemelor de siguranță. Litiul, cel mai ușor dintre toate metalele, are cel mai mare potențial electrochimic și oferă cea mai mare densitate de energie. Bateriile care folosesc electrozi cu litiu metalic se caracterizează prin tensiune înaltă și capacitate excelentă. Dar, ca urmare a numeroaselor studii din anii 80, s-a constatat că funcționarea ciclică (încărcare - descărcare) a bateriilor cu litiu duce la modificări ale electrodului cu litiu, în urma cărora stabilitatea termică scade și există o amenințare a stării termice. scăpând de sub control. Când se întâmplă acest lucru, temperatura elementului se apropie rapid de punctul de topire al litiului - și începe o reacție violentă, aprinzând gazele eliberate. De exemplu, un număr mare de baterii cu litiu pentru telefoane mobile expediate în Japonia în 1991 au fost rechemate după mai multe incidente de incendiu.

Din cauza instabilității inerente a litiului, cercetătorii și-au îndreptat atenția către bateriile cu litiu nemetalice bazate pe ioni de litiu. Jucându-se puțin cu densitatea energiei și luând unele măsuri de precauție la încărcare și descărcare, au venit cu așa-numitele baterii litiu-ion (Li-ion) mai sigure.

Densitatea de energie a bateriilor Li-ion este de obicei de câteva ori mai mare decât a bateriilor standard NiCd și NiMH. Datorită utilizării de noi materiale active, această superioritate crește în fiecare an. Pe lângă capacitatea sa mare, bateriile Li-ion se comportă similar cu bateriile cu nichel atunci când sunt descărcate (caracteristicile lor de descărcare sunt similare și diferă doar ca tensiune).

Astăzi există multe varietăți de baterii Li-ion și puteți vorbi mult timp despre avantajele și dezavantajele unui tip sau altul, dar este imposibil să le distingem după aspect. Prin urmare, vom observa doar acele avantaje și dezavantaje care sunt caracteristice tuturor tipurilor de aceste dispozitive și vom lua în considerare motivele care au dus la nașterea bateriilor litiu-polimer (Li-Po).

Bateria Li-ion a fost bună pentru toată lumea, dar problemele legate de asigurarea siguranței funcționării sale și costurile ridicate i-au determinat pe oamenii de știință să creeze o baterie litiu-polimer (Li-pol sau Li-po).

Principala lor diferență față de Li-ion se reflectă în nume și constă în tipul de electrolit utilizat. Inițial, în anii 70, s-a folosit un electrolit polimer solid uscat, asemănător foliei de plastic și care nu conduce electricitatea, dar permite schimbul de ioni (atomi sau grupuri de atomi încărcate electric). Electrolitul polimer înlocuiește în esență separatorul poros tradițional impregnat cu electrolit, astfel încât au o carcasă flexibilă din plastic, sunt mai ușoare, au o ieșire de curent mai mare și pot fi folosite ca baterii de putere pentru dispozitivele cu motoare electrice puternice.

Acest design simplifică procesul de producție, se caracterizează printr-o siguranță mai mare și permite producerea de baterii subțiri de orice formă. Grosimea minimă a elementului este de aproximativ un milimetru, astfel încât dezvoltatorii de echipamente sunt liberi să aleagă forma, forma și dimensiunea, inclusiv inclusiv implementarea acesteia în fragmente de îmbrăcăminte.

Beneficii cheie

• Bateriile litiu-ion și litiu-polimer cu aceeași greutate depășesc bateriile cu nichel (NiCd și Ni-MH) ca intensitate energetică
• Autodescărcare scăzută
• Tensiune ridicată per celulă (3,6-3,7V față de 1,2V-1,4 pentru NiCd și NiMH), ceea ce simplifică designul - adesea bateria este formată dintr-o singură celulă. Mulți producători folosesc doar o astfel de baterie cu o singură celulă în diferite dispozitive electronice compacte (telefoane mobile, comunicatoare, navigatoare etc.)
• Grosimea elementului de la 1 mm
• Posibilitatea de a obține forme foarte flexibile

Defecte

• Bateria este supusă îmbătrânirii, chiar dacă nu este folosită și doar stă pe un raft. Din motive evidente, producătorii tac cu privire la această problemă. Ceasul începe să ticăie din momentul în care bateriile sunt produse în fabrică, iar scăderea capacității este rezultatul creșterii rezistenței interne, care la rândul ei este generată de oxidarea electrolitului. În cele din urmă, rezistența internă va atinge un nivel în care bateria nu mai poate furniza energia stocată, deși există suficientă energie în baterie, de multe ori devine inutilizabilă.
• Cost mai mare în comparație cu bateriile NiCd și Ni-MH
• Când utilizați baterii cu litiu polimer, există întotdeauna riscul de aprindere, care poate apărea din cauza contactelor scurte, încărcării necorespunzătoare sau deteriorării mecanice a bateriei. Deoarece temperatura de ardere a litiului este foarte ridicată (câteva mii de grade), acesta poate aprinde obiectele din apropiere și poate provoca un incendiu.

Principalele caracteristici ale bateriilor Li-Po

După cum sa menționat mai sus, bateriile cu litiu-polimer cu aceeași greutate au o intensitate energetică de câteva ori mai mare decât bateriile NiCd și Ni-MH. Durata de viață a bateriilor Li-Po moderne, de regulă, nu depășește 400-500 de cicluri de încărcare-descărcare. Pentru comparație, durata de viață a bateriilor moderne Ni-MH cu autodescărcare scăzută este de 1000-1500 de cicluri.

Tehnologiile pentru producerea bateriilor cu litiu nu stau pe loc și cifrele de mai sus își pot pierde relevanța în orice moment, deoarece Producătorii de baterii își măresc caracteristicile în fiecare lună prin introducerea de noi procese tehnologice pentru producția lor.

Din varietatea de baterii litiu-polimer disponibile pentru vânzare, se pot distinge două grupuri principale - descărcare rapidă(Bună descărcare) și comun. Ele diferă unele de altele în ceea ce privește curentul maxim de descărcare - este indicat fie în amperi, fie în unități de capacitate a bateriei, desemnate cu litera „C”.

Domenii de aplicare ale bateriilor Li-Po

Utilizarea bateriilor Li-Po vă permite să rezolvați două probleme importante - creșterea timpului de funcționare a dispozitivelor și reducerea greutății bateriei

Regulat Bateriile Li-Po sunt folosite ca surse de alimentare în dispozitivele electronice cu consum de curent relativ scăzut (telefoane mobile, comunicatoare, laptopuri etc.).

Descărcare rapidă Bateriile cu litiu polimer sunt adesea numite „ prin forţă„- astfel de baterii sunt folosite pentru alimentarea dispozitivelor cu consum mare de curent. Un exemplu izbitor de utilizare a bateriilor Li-Po „putere” sunt modelele controlate radio cu motoare electrice și mașinile hibride moderne. În acest segment de piață are loc principala competiție între diverși producători de baterii Li-Po.

Singura zonă în care bateriile cu litiu-polimer sunt încă inferioare celor cu nichel este zona curenților de descărcare foarte mari (40-50C). Din punct de vedere al prețului, din punct de vedere al capacității, bateriile cu polimer de litiu costă aproximativ la fel ca NiMH. Dar concurenți au apărut deja în acest segment de piață - (Li-Fe), a cărui tehnologie de producție se dezvoltă în fiecare zi.

Încărcarea bateriilor Li-Po

Majoritatea bateriilor Li-Po sunt încărcate folosind un algoritm destul de simplu - de la o sursă de tensiune constantă de 4,20V/celulă cu o limită de curent de 1C (unele modele de baterii Li-Po moderne de putere le permit să fie încărcate cu un curent de 5C) . Încărcarea este considerată completă atunci când curentul scade la 0,1-0,2C. Înainte de a trece la modul de stabilizare a tensiunii la un curent de 1C, bateria câștigă aproximativ 70-80% din capacitatea sa. Este nevoie de aproximativ 1-2 ore pentru a se încărca complet. Încărcătorul este supus unor cerințe destul de stricte pentru precizia menținerii tensiunii la sfârșitul încărcării - nu mai rău de 0,01 V/celulă.
Dintre încărcătoarele de pe piață, se pot distinge două tipuri principale - încărcătoare simple, fără „computer”, în categoria de preț de 10-40 USD, concepute numai pentru baterii cu litiu și încărcătoare universale în categoria de preț 80-400 USD, proiectate pentru a servi diferite tipuri de baterii.

Primele, de regulă, au doar o indicație de încărcare cu LED, numărul de cutii și curentul din ele sunt setate folosind jumperi sau prin conectarea bateriei la diverși conectori de pe încărcător. Avantajul unor astfel de încărcătoare este prețul lor scăzut. Principalul dezavantaj este că unele dintre aceste dispozitive nu pot detecta corect sfârșitul încărcării. Ele determină doar momentul trecerii de la modul de stabilizare curent la modul de stabilizare a tensiunii, care reprezintă aproximativ 70-80% din capacitate.

Cel de-al doilea grup de încărcătoare are capacități mult mai largi, de regulă, toate arată tensiunea, curentul și capacitatea în mAh pe care bateria le-a „acceptat” în timpul procesului de încărcare, ceea ce vă permite să determinați cu mai multă precizie cât de încărcată este bateria. Atunci când utilizați un încărcător, cel mai important lucru este să setați corect numărul necesar de cutii în baterie și curentul de încărcare a încărcătorului, care este de obicei 1C.

Funcționarea bateriei Li-Po și precauții

Este sigur să spunem că bateriile cu litiu-polimer sunt cele mai „delicate” dintre cele existente, adică. impun respectarea obligatorie a mai multor reguli simple. Le enumerăm în ordinea descrescătoare a pericolului:

1. Reîncărcare baterie - încărcați la o tensiune care depășește 4,20 V per celulă
2. Scurtcircuit baterie
3. Descărcarea cu curenți care depășesc capacitatea de încărcare sau conduc la încălzirea bateriei Li-Po peste 60°C
4. Descărcați sub 3V tensiune per borcan
5. Încălzirea bateriei peste 60ºС
6. Depresurizarea bateriei
7. Depozitarea în stare descărcată

Nerespectarea primelor trei puncte duce la un incendiu, toate celelalte - la pierderea totală sau parțială a capacității

Din tot ce s-a spus, se pot trage următoarele concluzii:

• Pentru a evita un incendiu, trebuie să aveți un încărcător normal și să setați corect numărul de cutii care trebuie încărcate pe acesta
• De asemenea, este necesar să se utilizeze conectori care exclud posibilitatea de scurtcircuitare a bateriei și să controleze curentul consumat de dispozitivul în care este instalată bateria Li-Po
• Trebuie să vă asigurați că dispozitivul dumneavoastră electronic în care este instalată bateria nu se supraîncălzi. La +70ºС, începe o „reacție în lanț” în baterie, transformând energia stocată în ea în căldură, bateria se răspândește literalmente, dând foc la tot ceea ce poate arde
• Dacă scurtcircuitați o baterie aproape descărcată, nu va exista niciun incendiu, aceasta va „morri” în mod liniștit și pașnic din cauza supradescărcării
• Monitorizați tensiunea la sfârșitul descărcării bateriei și asigurați-vă că o opriți după utilizare
• Depresurizarea este, de asemenea, motivul defectării bateriilor cu litiu. Nu ar trebui să pătrundă aer în interiorul elementului. Acest lucru se poate întâmpla dacă pachetul de protecție exterior (bateria este sigilată într-un pachet precum tubul termocontractabil) este deteriorat din cauza unui impact sau a deteriorării cu un obiect ascuțit sau dacă borna bateriei este supraîncălzită grav în timpul lipirii. Concluzie - nu scăpați de la o înălțime mare și lipiți cu grijă
• Judecând după recomandările producătorilor, bateriile trebuie depozitate într-o stare încărcată 50-70%, de preferință într-un loc răcoros, la o temperatură care să nu depășească 30°C. Depozitarea în stare de descărcare are un impact negativ asupra duratei de viață. Ca toate bateriile, bateriile cu polimer de litiu au o ușoară auto-descărcare.

Ansamblu baterie Li-Po

Pentru a obține baterii cu curent de ieșire mare sau capacitate mare, se folosește conexiunea paralelă a bateriilor. Dacă cumpărați o baterie gata făcută, atunci prin marcaj puteți afla câte cutii conține și cum sunt conectate. Litera P (paralel) după număr indică numărul de cutii conectate în paralel, iar S (serial) - în serie. De exemplu, „Kokam 1500 3S2P” se referă la o baterie conectată în serie cu trei perechi de baterii, iar fiecare pereche este formată din două baterii conectate în paralel cu o capacitate de 1500 mAh, adică. Capacitatea bateriei va fi de 3000 mAh (la conectarea în paralel, capacitatea crește), iar tensiunea va fi de 3.7V x 3 = 11.1V.

Dacă cumpărați baterii separat, atunci înainte de a le conecta la o baterie trebuie să le egalizați potențialele, în special pentru opțiunea de conectare paralelă, deoarece în acest caz o bancă va începe să încarce cealaltă, iar curentul de încărcare poate depăși 1C. Este recomandabil să descărcați toate băncile achiziționate la 3V cu un curent de aproximativ 0,1-0,2C înainte de conectare. Tensiunea trebuie monitorizată cu un voltmetru digital cu o precizie de cel puțin 0,5%. Acest lucru va asigura o performanță fiabilă a bateriei în viitor.

De asemenea, este recomandabil să efectuați egalizarea potențialului (echilibrare) chiar și pe bateriile de marcă deja asamblate înainte de prima încărcare, deoarece multe companii care asamblează celule într-o baterie nu le echilibrează înainte de asamblare.

Din cauza scăderii capacității ca urmare a funcționării, în niciun caz nu trebuie să adăugați bănci noi în serie cu cele vechi - bateria va fi dezechilibrată.

Desigur, nu puteți combina baterii de capacități diferite, chiar similare într-o baterie - de exemplu, 1800 și 2000 mAh, precum și să utilizați baterii de la diferiți producători într-o singură baterie, deoarece rezistența internă diferită va duce la dezechilibrul bateriei.

Când lipiți, ar trebui să aveți grijă să nu permiteți supraîncălzirea terminalelor - acest lucru poate rupe sigiliul și poate „ucide” definitiv o baterie care nu a fost încă folosită. Unele baterii Li-Po vin cu bucăți dintr-o placă de circuit imprimat textolit deja lipite la bornele pentru cablare ușoară. Acest lucru adaugă greutate suplimentară - aproximativ 1 g per element, dar durează mult mai mult pentru a încălzi locurile pentru firele de lipit - fibra de sticlă nu conduce bine căldura. Firele cu conectori trebuie fixate de carcasa bateriei, cel puțin cu bandă adezivă, pentru a nu le rupe accidental la conectarea de mai multe ori la încărcător.

Nuanțele utilizării bateriilor Li-Po

Voi da mai multe exemple utile care decurg din cele spuse mai devreme, dar nu sunt evidente la prima vedere...

Pe parcursul duratei lungi de viață a unei baterii, elementele sale, din cauza dispersiei mici inițiale a capacităților, devin dezechilibrate - unele bănci „îmbătrânesc” mai devreme decât altele și își pierd capacitatea mai repede. Cu un număr mai mare de cutii în baterie, procesul decurge mai rapid. Aceasta duce la următoarea regulă: este necesar să se monitorizeze capacitatea fiecărui element de baterie.

Dacă într-un ansamblu se găsește o baterie a cărei capacitate diferă de alte elemente cu mai mult de 15-20%, se recomandă să refuzați utilizarea întregului ansamblu, sau să lipiți o baterie cu mai puține elemente din bateriile rămase.

Încărcătoarele moderne au echilibrare încorporate, care vă permit să încărcați toate elementele din baterie separat, sub control strict. Daca incarcatorul nu este echipat cu echilibrator, atunci acesta trebuie achizitionat separat si este indicat sa incarci bateriile folosindu-l.

Un echilibrator extern este o placă mică conectată la fiecare bancă, care conține rezistențe de sarcină, un circuit de control și un LED care indică faptul că tensiunea pe o anumită bancă a atins nivelul de 4,17-4,19V. Când tensiunea de pe un element separat depășește pragul de 4,17 V, echilibratorul închide o parte a curentului „pentru sine”, împiedicând tensiunea să depășească pragul critic.

Trebuie adăugat că balansierul nu previne supradescărcarea unor celule dintr-o baterie dezechilibrată, servește doar pentru a proteja împotriva deteriorării elementelor în timpul încărcării și ca mijloc de identificare a elementelor „rele” din baterie.

Cele de mai sus se aplică bateriilor compuse din trei sau mai multe elemente pentru bateriile cu două cutii, de regulă, nu se folosesc echilibratorii

Conform numeroaselor recenzii, descărcarea bateriilor cu litiu la o tensiune de 2,7-2,8V are un efect mai dăunător asupra capacității decât, de exemplu, reîncărcarea la o tensiune de 4,4V. Este deosebit de dăunător să depozitați bateria într-o stare prea descărcată.

Există opinia că bateriile cu litiu-polimer nu pot fi folosite la temperaturi sub zero. Într-adevăr, specificațiile tehnice pentru baterii indică un interval de funcționare de 0-50°C (la 0°C se păstrează 80% din capacitatea bateriei). Dar cu toate acestea, este posibil să folosiți baterii Li-Po la temperaturi sub zero, aproximativ -10...-15°C. Ideea este că nu trebuie să înghețați bateria înainte de utilizare - puneți-o în buzunar unde este cald. Și în timpul utilizării, generarea de căldură internă în baterie se dovedește a fi o proprietate utilă în acest moment, împiedicând înghețarea bateriei. Desigur, performanța bateriei va fi puțin mai mică decât la temperaturi normale.

Concluzie

Având în vedere ritmul în care progresul tehnic în domeniul electrochimiei se mișcă, se poate presupune că viitorul revine tehnologiilor de stocare a energiei cu litiu dacă celulele de combustie nu le ajung din urmă. Așteaptă și vezi…

Articolul folosește materiale din articolele lui Serghei Potupchik și Vladimir Vasiliev

Caracteristicile bateriilor cu polimer litiu și regulile de funcționare a acestora

O baterie cu litiu polimer este o versiune modificată a bateriilor litiu-ion. Principala diferență este utilizarea unui material polimeric care acționează ca un electrolit. La acest polimer se adaugă incluziuni conductoare cu compuși de litiu. Astfel de baterii au fost dezvoltate activ în ultimii ani și sunt utilizate în telefoane mobile, tablete, laptopuri, modele radiocontrolate și alte echipamente. Deși bateriile cu litiu nu sunt capabile să furnizeze curenți mari de descărcare, unele tipuri speciale de baterii cu polimer pot furniza curenți care depășesc semnificativ capacitatea lor. Deoarece bateriile cu polimer litiu se răspândesc rapid pe piață, trebuie să înțelegeți designul, regulile de funcționare și măsurile de siguranță ale acestora atunci când le manipulați. Acest lucru va fi discutat în materialul nostru de astăzi.

Avantajul înlocuirii unui electrolit organic lichid cu unul polimeric este de a crește siguranța funcționării bateriei. Acest lucru este foarte important pentru bateriile cu litiu. Utilizarea sigură în scopuri comerciale a fost cea care a împiedicat dezvoltarea lor încă de la început. In plus, electrolitul polimer ofera mult mai multa libertate atunci cand alegeti forma bateriei.

• Cercetătorii erau ocupați în principal să selecteze un electrolit polimeric pentru bateriile cu modele metalice de litiu și Li─Ion. În teorie, densitatea de energie a bateriilor polimer poate fi crescută de câteva ori în comparație cu cele cu litiu-ion. Astăzi, se pot distinge mai multe grupuri de baterii Li─Pol, care diferă în compoziția electrolitului:
• Cu electrolit omogen asemănător gelului. Se obține ca urmare a introducerii sărurilor de litiu în structura polimerului;
• Cu electrolit polimer uscat. Acest tip este realizat pe baza de oxid de polietilenă cu diferite săruri de litiu;

Electrolit sub formă de matrice polimerică microporoasă în care sunt absorbite soluții neapoase de săruri de litiu.

Dacă comparăm polimeri și electroliții lichizi, este de remarcat conductivitatea ionică mai mică a primilor. Scade semnificativ la temperaturi sub zero. Deci, o problemă a fost selectarea unei compoziții pentru un electrolit cu conductivitate ridicată. Și a doua sarcină importantă a fost extinderea intervalului de temperatură de funcționare a bateriilor polimerice. Modelele de baterii litiu-polimer utilizate în tehnologia modernă nu sunt inferioare ca caracteristici față de Li-Ion.

Deoarece nu există electrolit lichid într-o baterie polimerică, siguranța lor de funcționare este mult mai mare. În plus, pot fi realizate în aproape orice formă și configurație.

Recipientele unor modele, care conțin borcanul în sine, sunt realizate din polimer metalizat. Datorită cristalizării electrolitului polimeric, parametrii acestor baterii se reduc semnificativ la temperaturi scăzute.

Mai mult, diferiți producători pot avea diferite materiale pentru electrozi, compoziția electroliților și tehnologia de asamblare în sine. Din acest motiv, parametrii acestor baterii sunt foarte diferiți. Cu toate acestea, toți producătorii sunt de acord că stabilitatea funcționării Li─Pol este puternic influențată de omogenitatea electrolitului polimer. Și depinde de temperatura de polimerizare și de raportul componentelor.

Acum sunt multe experimente care au fost efectuate care demonstrează nivelul mai ridicat de siguranță al bateriilor polimerice în comparație cu cele ionice. Acest lucru se aplică la supraîncărcare, descărcare accelerată, vibrații, compresie, scurtcircuit, perforare a bateriilor cu polimer litiu.

Explozie, scurgeri de electroliți, creșterea temperaturii cu 100°C

Există exemple de baterii cu litiu polimer care au o grosime de 1 milimetru. Astfel de modele permit designerilor de dispozitive mobile să creeze echipamente foarte compacte. Acest lucru deschide noi posibilități de reducere a dimensiunii dispozitivelor electronice. Pentru a reduce rezistența internă a bateriilor Li-Pol, se adaugă un electrolit cu gel. Bateriile folosite la telefoanele mobile folosesc acest tip de electrolit. Acestea combină caracteristicile bateriilor polimerice și ionice.

Care este diferența dintre bateriile Li─Ion și Li─Pol. Ele se referă la caracteristicile lor electrice și sunt apropiate. Dar modelele polimerice folosesc un electrolit solid. Componenta gel este adăugată la electrolit pentru a reduce rezistența internă a bateriei și pentru a stimula procesele de schimb ionic.

Bateriile Li-Pol au o resursă de 500-600 de cicluri de încărcare-descărcare (la un curent de descărcare de 2C). Conform acestui indicator, ele sunt inferioare celor de cadmiu (1 mie de cicluri) și corespund aproximativ celor cu hidrură metalică.

Tehnologia de producție și designul sunt îmbunătățite în mod constant, iar în viitor, probabil, caracteristicile se vor îmbunătăți. De asemenea, este de remarcat faptul că în 1-2 ani o baterie polimerică își pierde aproximativ 20% din capacitatea sa. În acest parametru ele corespund bateriilor ionice.

Trebuie remarcat faptul că printre bateriile polimerice pentru uz comercial există 2 mari categorii. Acestea sunt obișnuite și cu descărcare rapidă. Acestea din urmă sunt adesea numite Hi descărcare. Diferența dintre aceste grupuri este curentul de descărcare maxim admisibil. Poate fi indicat în valoare absolută sau ca multiplu al capacității nominale.

De exemplu, 3C. Pentru bateriile convenționale, curentul maxim de descărcare nu este mai mare de 3-5C. Modelele cu descărcare rapidă au un curent de descărcare maxim de 8─10C. Greutatea bateriilor cu descărcare rapidă este cu aproximativ 20 la sută mai mare decât cea a modelelor standard. Marcajul acestor baterii conține simbolurile HC sau HD.

KKM2500 desemnează un model obișnuit cu o capacitate de 2500 mAh, iar marcajul KKM2000HD reprezintă o baterie cu descărcare rapidă cu o capacitate de 2000 mAh. Modelele cu descărcare rapidă nu sunt utilizate în aparatele electrocasnice și electronice de larg consum. Bateriile de la telefoane mobile și tablete nu pot rezista curenților mari de descărcare și, prin urmare, sunt echipate cu protecție împotriva unor astfel de moduri de funcționare.

Modelele care oferă descărcare rapidă sunt numite și „putere”. Sunt utilizate în dispozitive în care este necesar un consum mare de curent. Cel mai cunoscut domeniu de aplicare pentru bateriile „putere” sunt modelele controlate radio.

Această piață este cea mai atractivă pentru producătorii de baterii polimerice. În domeniul de funcționare a dispozitivelor cu curenți de descărcare foarte mari (până la 50 C), bateriile cu litiu polimer sunt inferioare celor alcaline. Poate că în viitor modelele cu litiu vor depăși această limitare. În ceea ce privește prețul, sunt aproximativ la fel ca hidrura de nichel-metal.

Bateriile cu litiu, în general, și bateriile cu polimer în special, necesită o manipulare destul de delicată în timpul funcționării. Ce trebuie să rețineți când utilizați baterii Li─Pol:

• Încărcarea excesivă a bateriei este dăunătoare (peste 4,2 volți per celulă a bateriei);
• Nu trebuie permise scurtcircuite;
• Este inacceptabilă descărcarea cu curenți care duc la încălzirea bateriei cu mai mult de 60 de grade Celsius;
• Bateria nu poate fi depresurizată;
• Nu descărcați bateria sub 3 volți;
• Încălzirea peste 60 de grade este inacceptabilă;
• Depozitarea descărcată nu este permisă.

Nerespectarea acestor reguli poate duce la un incendiu în cel mai rău caz și, în cel mai bun caz, o pierdere semnificativă a capacității.

În acest sens, putem da câteva recomandări pentru utilizarea în siguranță a bateriilor cu litiu polimer. În primul rând, ar trebui să achiziționați un încărcător de înaltă calitate și să setați setările corecte pe acesta. În plus, se recomandă utilizarea conectorilor care nu permit scurtcircuite. Asigurați-vă că monitorizați curentul consumat de dispozitiv.

De asemenea, este de remarcat faptul că trebuie să respectați regimul de temperatură și să preveniți supraîncălzirea bateriei polimer. Acesta este punctul slab al tuturor bateriilor cu litiu. Dacă bateria se încălzește până la 70 de grade, atunci începe o reacție spontană în ea, care transformă energia în căldură. Rezultatul este aprinderea și uneori explozie. Dacă este posibil să se controleze tensiunea bateriei, atunci aceasta ar trebui monitorizată îndeaproape la sfârșitul descărcării.

Un alt motiv pentru care bateriile cu litiu se defectează este depresurizarea. În niciun caz, aerul nu trebuie să pătrundă în interiorul recipientului bateriei polimer. Inițial, carcasa este sigilată și nu trebuie supusă la impact sau scăpată. Dacă lipiți cabluri, atunci trebuie să faceți acest lucru extrem de atent.

Înainte de a depozita o baterie polimerică, este recomandat să o încărcați la jumătate. Bateria trebuie depozitată într-un loc răcoros ferit de lumina directă a soarelui.

Ca toate bateriile, bateriile cu litiu polimer au auto-descărcare, dar este mai mică decât cea a bateriilor cu plumb sau alcaline.

Gândirea ingineriei este în continuă evoluție: este stimulată de problemele care apar constant, care necesită dezvoltarea de noi tehnologii pentru a fi rezolvate. La un moment dat, bateriile cu nichel-cadmiu (NiCd) au fost înlocuite cu nichel-hidrură metalică (NiMH), iar acum bateriile cu litiu-ion (Li-ion) încearcă să ia locul bateriilor cu litiu-ion (Li-ion). Bateriile NiMH au înlocuit într-o oarecare măsură NiCd-ul, dar datorită avantajelor incontestabile ale acestuia din urmă, cum ar fi capacitatea de a furniza un curent ridicat, un cost scăzut și o durată lungă de viață, nu au putut să le înlocuiască complet. Dar cum rămâne cu bateriile cu litiu? Care sunt caracteristicile lor și prin ce diferă bateriile Li-pol de Li-ion? Să încercăm să înțelegem această problemă.

De regulă, atunci când cumpărăm un telefon mobil sau un laptop, toți nu ne gândim la ce fel de baterie se află în interior și la ce diferă aceste dispozitive în general. Și abia atunci, după ce am întâlnit în practică calitățile de consum ale anumitor baterii, începem să analizăm și să alegem. Pentru cei care se grăbesc și doresc să obțină imediat un răspuns la întrebarea care baterie este optimă pentru un telefon mobil, voi răspunde pe scurt - Li-ion. Următoarele informații sunt destinate celor curioși.

În primul rând, o scurtă excursie în istorie.

Primele experimente privind crearea bateriilor cu litiu au început în 1912, dar abia șase decenii mai târziu, la începutul anilor '70, au fost introduse pentru prima dată în dispozitivele de uz casnic. Mai mult, permiteți-mi să subliniez, acestea au fost doar baterii. Încercările ulterioare de a dezvolta baterii cu litiu (baterii reîncărcabile) au eșuat din cauza problemelor de siguranță. Litiul, cel mai ușor dintre toate metalele, are cel mai mare potențial electrochimic și oferă cea mai mare densitate de energie. Bateriile care folosesc electrozi cu litiu metalic se caracterizează atât prin tensiune înaltă, cât și prin capacitate excelentă. Dar, ca urmare a numeroaselor studii din anii 80, s-a constatat că funcționarea ciclică (încărcare - descărcare) a bateriilor cu litiu duce la modificări ale electrodului cu litiu, în urma cărora stabilitatea termică scade și există o amenințare a stării termice. scăpând de sub control. Când se întâmplă acest lucru, temperatura elementului se apropie rapid de punctul de topire al litiului - și începe o reacție violentă, aprinzând gazele eliberate. De exemplu, un număr mare de baterii cu litiu pentru telefoane mobile expediate în Japonia în 1991 au fost rechemate după mai multe incidente de incendiu.

Din cauza instabilității inerente a litiului, cercetătorii și-au îndreptat atenția către bateriile cu litiu nemetalice bazate pe ioni de litiu. După ce au pierdut puțin din densitatea energiei și luând unele măsuri de precauție la încărcare și descărcare, au primit așa-numitele baterii Li-ion mai sigure.

Densitatea de energie a bateriilor Li-ion este de obicei de două ori mai mare decât a NiCd standard, iar în viitor, datorită utilizării de noi materiale active, este de așteptat să o crească și mai mult și să obțină o superioritate de trei ori față de NiCd. Pe lângă capacitatea mare, bateriile Li-ion se comportă similar cu NiCd-urile atunci când sunt descărcate (caracteristicile lor de descărcare sunt similare ca formă și diferă doar ca tensiune).

Astăzi există multe varietăți de baterii Li-ion și puteți vorbi mult timp despre avantajele și dezavantajele unui tip sau altul, dar este imposibil să le distingem după aspect. Prin urmare, vom observa doar acele avantaje și dezavantaje care sunt caracteristice tuturor tipurilor de aceste dispozitive și vom lua în considerare motivele care au dus la nașterea bateriilor litiu-polimer.

Principalele avantaje.

• Densitate mare de energie și, ca urmare, capacitate mare cu aceleași dimensiuni în comparație cu bateriile pe bază de nichel.
• Autodescărcare scăzută.
• Tensiune ridicată per celulă (3,6 V față de 1,2 V pentru NiCd și NiMH), ceea ce simplifică designul - adesea bateria este formată dintr-o singură celulă. Mulți producători folosesc astăzi o astfel de baterie cu o singură celulă în telefoanele mobile (amintiți-vă Nokia). Cu toate acestea, pentru a oferi aceeași putere, trebuie furnizat un curent mai mare. Și aceasta necesită asigurarea unei rezistențe interne scăzute a elementului.
• Costurile reduse de întreținere (operare) rezultă din absența efectului de memorie, necesitând cicluri periodice de descărcare pentru a restabili capacitatea.

Defecte.

Tehnologia de fabricare a bateriilor Li-ion se îmbunătățește constant. Este actualizat aproximativ o dată la șase luni și este dificil de înțeles cum se „comporta” bateriile noi după depozitare pe termen lung.

Într-un cuvânt, o baterie Li-ion ar fi bună pentru toată lumea dacă nu ar fi problemele cu asigurarea siguranței funcționării acesteia și costul ridicat. Încercările de a rezolva aceste probleme au dus la apariția bateriilor cu litiu-polimer (Li-pol sau Li-polimer).

Principala lor diferență față de Li-ion se reflectă în nume și constă în tipul de electrolit utilizat. Inițial, în anii 70, s-a folosit un electrolit polimer solid uscat, asemănător foliei de plastic și care nu conduce electricitatea, dar permite schimbul de ioni (atomi sau grupuri de atomi încărcate electric). Electrolitul polimer înlocuiește eficient separatorul poros tradițional impregnat cu electrolit.

Acest design simplifică procesul de producție, este mai sigur și permite producerea de baterii subțiri, cu formă liberă. În plus, absența electrolitului lichid sau în gel elimină posibilitatea de aprindere. Grosimea elementului este de aproximativ un milimetru, astfel încât dezvoltatorii de echipamente sunt liberi să aleagă forma, forma și dimensiunea, inclusiv implementarea acesteia în fragmente de îmbrăcăminte.

Dar până acum, din păcate, bateriile uscate Li-polimer au conductivitate electrică insuficientă la temperatura camerei. Rezistența lor internă este prea mare și nu poate furniza cantitatea de curent necesară pentru comunicațiile moderne și alimentarea cu energie a hard disk-urilor computerelor laptop. În același timp, atunci când este încălzit la 60 ° C sau mai mult, conductivitatea electrică a polimerului de litiu crește la un nivel acceptabil, dar acest lucru nu este potrivit pentru utilizare în masă.

Cercetătorii continuă să dezvolte baterii Li-polimer cu un electrolit solid uscat care funcționează la temperatura camerei. Se preconizează că astfel de baterii vor deveni disponibile comercial până în 2005. Acestea vor fi stabile, vor permite 1000 de cicluri complete de încărcare-descărcare și vor avea o densitate de energie mai mare decât bateriile Li-ion de astăzi

Între timp, unele tipuri de baterii Li-polimer sunt acum folosite ca surse de alimentare de rezervă în climatele calde. De exemplu, unii producători instalează în mod special elemente de încălzire care mențin o temperatură favorabilă bateriei.

Vă puteți întreba: cum poate fi asta? Bateriile Li-polimer se vând pe scară largă pe piață, producătorii echipează telefoanele și calculatoarele cu ele, dar aici spunem că nu sunt încă pregătite pentru utilizare comercială. Este foarte simplu. În acest caz, vorbim de baterii care nu au electrolit solid uscat. Pentru a crește conductivitatea electrică a bateriilor mici Li-polimer, li se adaugă o anumită cantitate de electrolit asemănător gelului. Și majoritatea bateriilor Li-polimer folosite astăzi pentru telefoanele mobile sunt de fapt hibrizi, deoarece conțin un electrolit asemănător gelului. Ar fi mai corect să le numim polimer litiu-ion. Dar majoritatea producătorilor le etichetează pur și simplu ca Li-polimer în scopuri publicitare. Să ne oprim mai în detaliu asupra acestui tip de baterii litiu-polimer, deoarece în acest moment sunt de cel mai mare interes.

Deci, care este diferența dintre bateriile Li-ion și Li-polimer cu electrolit în gel adăugat? Deși caracteristicile și eficiența ambelor sisteme sunt în mare măsură similare, unicitatea bateriei cu polimer Li-ion (o puteți numi așa) este că încă folosește un electrolit solid, înlocuind un separator poros. Electrolitul de gel este adăugat numai pentru a crește conductivitatea ionică.

Dificultățile tehnice și întârzierile în creșterea producției au întârziat introducerea bateriilor cu polimer Li-ion. Acest lucru este cauzat, potrivit unor experți, de dorința investitorilor care au investit mulți bani în dezvoltarea și producția în masă a bateriilor Li-ion de a-și recupera investițiile. Prin urmare, nu se grăbesc să treacă la noi tehnologii, deși cu producția în masă a bateriilor cu polimer Li-ion vor fi mai ieftine decât cele cu litiu-ion.

Și acum despre caracteristicile de funcționare a bateriilor Li-ion și Li-polimer.

Principalele lor caracteristici sunt foarte asemănătoare. Încărcarea bateriilor Li-ion este descrisă suficient de detaliat în articol. În plus, voi oferi doar un grafic (Fig. 1) din, ilustrând etapele de încărcare, și mici explicații la acesta.

Timpul de încărcare pentru toate bateriile Li-ion cu un curent de încărcare inițial de 1C (egal numeric cu valoarea nominală a capacității bateriei) este în medie de 3 ore. Încărcarea completă se realizează atunci când tensiunea bateriei este egală cu pragul superior și când curentul de încărcare este redus la un nivel aproximativ egal cu 3% din valoarea inițială. Bateria rămâne rece în timpul încărcării. După cum se poate observa din grafic, procesul de încărcare constă din două etape. În prima (puțin peste o oră), tensiunea crește la un curent de încărcare inițial aproape constant de 1C până la atingerea pragului superior de tensiune. În acest moment, bateria este încărcată la aproximativ 70% din capacitatea sa. La începutul celei de-a doua etape, tensiunea rămâne aproape constantă, iar curentul scade până ajunge la 3%. După aceasta, încărcarea se oprește complet.

Dacă trebuie să păstrați bateria încărcată tot timpul, este recomandat să o reîncărcați după 500 de ore sau 20 de zile. De obicei, se realizează când tensiunea la bornele bateriei scade la 4,05 V și se oprește când ajunge la 4,2 V.

Câteva cuvinte despre intervalul de temperatură în timpul încărcării. Cele mai multe tipuri de baterii Li-ion pot fi încărcate cu un curent de 1C la temperaturi de la 5 la 45°C. La temperaturi de la 0 la 5 °C, se recomandă încărcarea cu un curent de 0,1 C. Încărcarea la temperaturi sub zero este interzisă. Temperatura optimă pentru încărcare este de 15 până la 25 °C.

Procesele de încărcare în bateriile Li-polimer sunt aproape identice cu cele descrise mai sus, astfel încât consumatorul nu are absolut nevoie să știe care dintre cele două tipuri de baterii are în mână. Și toate acele încărcătoare pe care le-a folosit pentru bateriile Li-ion sunt potrivite pentru Li-polimer.

Și acum despre condițiile de descărcare. De obicei, bateriile Li-ion se descarcă la o valoare de 3,0 V per celulă, deși pentru unele soiuri pragul inferior este de 2,5 V. Producătorii de echipamente alimentate cu baterii proiectează de obicei dispozitive cu un prag de oprire de 3,0 V (pentru toate ocaziile). Ce înseamnă acest lucru? Tensiunea bateriei scade treptat la pornirea telefonului, iar imediat ce ajunge la 3,0 V, dispozitivul te va avertiza si se va opri. Totuși, asta nu înseamnă deloc că a încetat să mai consume energie din baterie. Energia, deși mică, este necesară pentru a detecta când tasta de pornire a telefonului este apăsată și alte funcții. În plus, energia este consumată de propriul circuit intern de control și protecție, iar autodescărcarea, deși mică, este încă tipică chiar și pentru bateriile pe bază de litiu. Ca urmare, dacă bateriile cu litiu sunt lăsate pentru o perioadă lungă de timp fără reîncărcare, tensiunea de pe acestea va scădea sub 2,5 V, ceea ce este foarte rău. În acest caz, circuitul intern de control și protecție poate fi dezactivat și nu toate încărcătoarele vor putea încărca astfel de baterii. În plus, descărcarea profundă afectează negativ structura internă a bateriei în sine. O baterie complet descărcată trebuie încărcată în prima etapă cu un curent de numai 0,1C. Pe scurt, bateriilor le place să fie într-o stare încărcată mai degrabă decât într-o stare descărcată.

Câteva cuvinte despre condițiile de temperatură în timpul descărcării (citiți în timpul funcționării).

În general, bateriile Li-ion funcționează cel mai bine la temperatura camerei. Funcționarea în condiții mai calde va reduce serios durata de viață a acestora. Deși, de exemplu, o baterie cu plumb-acid are cea mai mare capacitate la temperaturi de peste 30 °C, funcționarea pe termen lung în astfel de condiții scurtează durata de viață a bateriei. La fel, Li-ion are performanțe mai bune la temperaturi ridicate, ceea ce contracarează inițial creșterea rezistenței interne a bateriei care rezultă din îmbătrânire. Dar creșterea producției de energie este de scurtă durată, deoarece creșterea temperaturii, la rândul său, promovează îmbătrânirea accelerată, însoțită de o creștere suplimentară a rezistenței interne.

Singurele excepții în acest moment sunt bateriile litiu-polimer cu electrolit polimer solid uscat. Acestea necesită o temperatură vitală de 60 °C până la 100 °C. Și astfel de baterii și-au găsit nișa pe piața surselor de rezervă în climă caldă. Sunt amplasate într-o carcasă izolată termic cu elemente de încălzire încorporate alimentate de la o rețea externă. Bateriile cu polimer Li-ion ca rezervă sunt considerate a fi superioare ca capacitate și durabilitate față de bateriile VRLA, în special în condiții de teren unde controlul temperaturii nu este posibil. Dar prețul lor ridicat rămâne un factor limitativ.

La temperaturi scăzute, eficiența bateriilor tuturor sistemelor electrochimice scade brusc. În timp ce bateriile NiMH, SLA și Li-ion nu mai funcționează la -20°C, bateriile NiCd continuă să funcționeze până la -40°C. Permiteți-mi doar să observ că din nou vorbim doar despre bateriile de utilizare largă.

Este important de reținut că, deși o baterie poate funcționa la temperaturi scăzute, asta nu înseamnă că poate fi încărcată și în aceste condiții. Reacția la încărcare a majorității bateriilor la temperaturi foarte scăzute este extrem de limitată, iar curentul de încărcare în aceste cazuri ar trebui redus la 0,1C.

In concluzie, as dori sa remarc ca puteti pune intrebari si discuta probleme legate de Li-ion, Li-polymer, precum si alte tipuri de baterii, pe forumul din subforumul accesorii.

La scrierea acestui articol s-au folosit materiale [—Baterie pentru dispozitive mobile și laptopuri. Analizoare de baterii.

Bateria cu litiu polimer este o versiune îmbunătățită a bateriei tradiționale cu litiu-ion. Principala sa diferență este utilizarea unui material polimeric special, în care incluziunile conductoare de litiu asemănătoare gelului sunt folosite ca umplutură. Acest tip de baterie este utilizat în multe modele de dispozitive mobile, telefoane, dispozitive digitale, mașini controlate radio și așa mai departe.

O baterie tradițională cu polimer de litiu pentru uz casnic nu poate furniza prea mult curent. Cu toate acestea, astăzi există varietăți speciale de putere de astfel de dispozitive care pot furniza un curent de multe ori mai mare decât capacitatea sa în amperi-ore.

Design baterie cu litiu polimer

Diferența dintre polimerul de litiu și stocarea energiei cu ioni de litiu este tipul de electrolit utilizat. Bateriile polimerice folosesc un polimer special cu o soluție care conține litiu, în timp ce bateriile cu ioni folosesc un electrolit de gel obișnuit. Sistemele de alimentare ale majorității modelelor moderne folosesc o baterie cu litiu polimer. Acest lucru se datorează faptului că oferă curenți de descărcare mai puternici. Cu toate acestea, nu există o divizare prea strictă între aceste tipuri de baterii, deoarece diferă doar prin natura electrolitului. Acest lucru se aplică caracteristicilor de încărcare și descărcare, regulilor de funcționare și măsurilor de siguranță.

Caracteristici principale

O baterie modernă litiu-polimer cu aceeași masă este mult mai consumatoare de energie decât bateriile cu nichel-cadmiu (NiCd) și nichel-hidrură metalică (NiMH). Au un număr de cicluri de funcționare de aproximativ 500-600. Să reamintim că pentru NiCd este de 1000 de cicluri, iar pentru NiMH este de aproximativ 500. La fel ca litiu-ionul, purtătorii polimeri de asemenea îmbătrânesc în timp. Prin urmare, după 2 ani, o astfel de baterie își va pierde până la 20% din capacitatea sa.

Tipuri de baterii cu litiu polimer de putere

Astăzi există două tipuri principale de astfel de baterii - standard și cu descărcare rapidă. Ele diferă prin nivelul curentului maxim de descărcare. Acest indicator este indicat fie în unități de capacitate a bateriei, fie în amperi. În cele mai multe cazuri, nivelul maxim al curentului de descărcare nu depășește 3C. Cu toate acestea, unele modele pot produce un curent de 5C. În dispozitivele cu descărcare rapidă, este permis un curent de descărcare de până la 8-10C. Cu toate acestea, modelele cu descărcare rapidă nu sunt utilizate pentru aparatele de uz casnic.

Caracteristicile aplicației

Utilizarea unei baterii litiu-polimer poate crește semnificativ timpul de funcționare al motorului electric, reducând în același timp greutatea bateriei în sine. Prin urmare, dacă înlocuiți o baterie obișnuită NiMH de 650 mAh cu două baterii obișnuite cu litiu-polimer, puteți obține de 3 ori mai multă energie energetică. Mai mult, o astfel de baterie va fi cu peste 10 g mai ușoară. Dacă luați baterii cu descărcare rapidă, atunci puteți obține performanțe și mai mari. Un astfel de sistem va fi o opțiune excelentă nu numai pentru modelele mici de avioane sau elicoptere, ci și pentru dispozitive radiocontrolate impresionante.

Bateriile cu polimer litiu, spre deosebire de bateriile litiu-ion, au funcționat bine în elicopterele mici, cum ar fi Hummingbird și Piccolo. Modelele similare cu motoare cu comutator convenționale pot zbura cu două baterii polimerice timp de o jumătate de oră. Când utilizați un motor fără perii, acest timp crește la 50 de minute. Acest tip de baterie este considerată o opțiune ideală pentru aeronavele ușoare de interior. Eficiența lor în acest caz este determinată de greutatea lor mult mai ușoară în comparație cu bateriile NiCd.

Singurul domeniu în care o baterie litiu-polimer este inferioară NiCd-ului este utilizarea sa în dispozitive cu curenți de descărcare ultra-înalți de până la 50 C. Cu toate acestea, este foarte posibil ca în câțiva ani să apară baterii mai puternice de acest tip. . În același timp, prețurile pentru bateriile litiu-polimer, litiu-ion și NiCd sunt aproximativ aceleași pentru aceeași masă de dispozitive.

Caracteristici de funcționare

Regulile de funcționare pentru bateriile litiu-polimer și litiu-ion sunt în mare măsură similare. Când utilizați o baterie polimerică, trebuie să evitați anumite situații periculoase care îi pot provoca daune ireparabile:

• încărcarea dispozitivului cu o tensiune de 4,2 volți pe borcan;
• descărcare cu curenți cu o capacitate de sarcină care o depășește pe cea corespunzătoare;
• descărcare cu o tensiune sub 3 volți pe celulă;
• depresurizarea bateriei;
• încălzirea dispozitivului peste 60 de grade;
• depozitare pe termen lung într-o stare complet descărcată.

Bateriile cu litiu polimer și litiu-ion prezintă pericol de incendiu atunci când sunt supraîncălzite și supradescărcate. Pentru a combate acest fenomen, toate bateriile moderne sunt echipate cu un sistem electronic încorporat care previne supradescărcarea sau supraîncălzirea. Acesta este motivul pentru care o baterie cu litiu polimer necesită algoritmi speciali de încărcare.

Încărcător

Procesul de încărcare a bateriilor litiu-polimer nu este practic diferit de încărcarea bateriilor litiu-ion. Încărcarea majorității bateriilor litiu-polimer cu un curent de încărcare de pornire de 1C se realizează în aproximativ 3 ore. Pentru a obține o încărcare completă, este necesar să aveți tensiunea bateriei corespunzătoare pragului superior. În plus, o condiție necesară este reducerea curentului de încărcare la 3% din valoarea nominală. Mai mult, în timpul unei astfel de încărcări, o astfel de baterie rămâne întotdeauna rece. Dacă doriți să păstrați bateria în permanență încărcată, atunci este indicat să reîncărcați aproximativ o dată la 500 de ore, ceea ce corespunde la 20 de zile. De regulă, încărcarea se efectuează de obicei atunci când tensiunea la bornele bateriei scade la 4,05 V. Încărcarea este oprită după ce tensiunea la borne atinge 4,2 V.

Temperatura de încărcare

Majoritatea bateriilor litiu-polimer pot fi încărcate la o temperatură de 5-45 de grade la un curent de 1C. Dacă temperatura este în intervalul de la 0 la 5 grade, atunci se recomandă trecerea la un curent de 0,1C. Încărcarea la temperaturi sub zero este complet interzisă în acest caz. În mod tradițional, se crede că cele mai favorabile condiții pentru încărcare sunt 15-25 de grade. Deoarece toate procesele de încărcare ale bateriilor litiu-polimer și litiu-ion sunt aproape identice, pot fi folosite aceleași încărcătoare pentru ele.

Condiții de descărcare

În mod tradițional, acest tip de baterie se descarcă la o tensiune de 3,0 V per baterie. Cu toate acestea, unele tipuri de dispozitive trebuie să fie descărcate la un prag minim de 2,5V. Producătorii de dispozitive mobile oferă un prag de oprire de 3.0V, care va fi potrivit pentru orice tip de baterie. Adică, pe măsură ce bateria se descarcă în timp ce dispozitivul mobil este pornit, tensiunea scade treptat și, când ajunge la 3.0V, dispozitivul te avertizează automat și se oprește. Cu toate acestea, dispozitivul continuă să consume ceva energie din baterie. Acest lucru este necesar pentru a detecta când este apăsat butonul de pornire sau pentru alte funcții similare. De asemenea, energia de aici poate fi folosită pentru propriul circuit de protecție și control. Mai mult, un nivel scăzut de auto-descărcare rămâne caracteristic purtătorilor de litiu-polimer. Prin urmare, dacă lăsați astfel de baterii pentru o perioadă lungă de timp, tensiunea din ele poate scădea sub 2,5V, ceea ce este foarte dăunător. Toate sistemele interne de protecție și control pot fi dezactivate. Ca urmare, astfel de baterii nu mai pot fi încărcate cu încărcătoare convenționale. În plus, descărcarea completă este foarte dăunătoare structurii interne a bateriei. Prin urmare, o baterie complet descărcată trebuie încărcată în prima etapă cu un curent minim de 0,1C.

Temperatura în timpul descărcării

Bateria cu litiu polimer funcționează cel mai bine la temperatura camerei. Dacă utilizați dispozitivul în medii mai calde, durata de viață a bateriei poate fi redusă semnificativ. În ceea ce privește bateria litiu-ion, această baterie funcționează cel mai bine la temperaturi ridicate. Inițial previne creșterea rezistenței interne a bateriei, care se crede că este un rezultat al îmbătrânirii. Cu toate acestea, ulterior producția de energie este redusă și o creștere a temperaturii accelerează procesul de îmbătrânire datorită creșterii rezistenței interne.

Bateria cu litiu polimer are condiții de funcționare ușor diferite, deoarece are un electrolit uscat și solid. Temperatura ideală pentru funcționarea sa este de 60-100 de grade. Prin urmare, un astfel de purtător de energie a devenit o opțiune ideală pentru sursele de energie de rezervă în regiunile cu climă caldă. Sunt amplasate special într-o carcasă termoizolantă cu elemente de încălzire încorporate alimentate de la o rețea externă.

• Bateria cu litiu polimer are o capacitate și o durabilitate superioare bateriei cu litiu-ion.
• Ușurință de utilizare în condiții de câmp când nu există nicio modalitate de a controla temperatura.
• Densitate mare de energie pe unitate de greutate și volum.
• Autodescărcare scăzută.
• Elemente subțiri nu mai mult de 1 mm.
• Flexibilitatea formei.
• Fără efect de memorie.
• Gamă largă de temperatură de funcționare de la -20 la +40 °C.
• Cădere nesemnificativă de tensiune în timpul descărcării.

Dezavantajele bateriilor cu polimer litiu:

• Eficiență scăzută la temperaturi de -20 de grade și mai jos.
• Pret mare.