Літый-палімерны акумулятар: адрозненне ад іённага, тэрмін службы, прылада. Li-pol або Li-ion: які лепш

Рост спажывецкага цікавасці да мабільных гаджэтаў і тэхналагічнай партатыўнай тэхніцы ў цэлым прымушае вытворцаў ўдасканальваць сваю прадукцыю ў самых розных напрамках. Пры гэтым існуе цэлы шэраг агульных параметраў, праца над якімі вядзецца ў адным рэчышчы. Да такіх можна аднесці спосаб энергазабеспячэння. Усяго некалькі гадоў таму актыўныя ўдзельнікі рынку маглі назіраць працэс выцяснення нікель-кадміевых акумулятараў NiCd больш дасканалымі элементамі нікель-металгідрыдных паходжання NiMH. Сёння ж суперніцтва вядуць паміж сабой ужо новыя генерацыі батарэй. Шырока распаўсюджаную літый-іённую тэхналогію ў некаторых сегментах паспяхова выцясняе літый-палімерны акумулятар. Адрозненне ад іённага ў новым блоку не так прыкметна для радавога карыстальніка, але ў некаторых аспектах яно істотна. Пры гэтым, як і ў выпадку канкурэнцыі элементаў NiCd і NiMH, замяшчаючая тэхналогія далёка не бездакорная і па некаторых паказчыках саступае аналагу.

Прылада акумулятара Li-ion

Першыя мадэлі серыйных акумулятараў на аснове літыя сталі з'яўляцца яшчэ ў пачатку 1990 гадоў. Аднак у якасці актыўнага электраліта тады выкарыстоўваўся кобальт і марганец. У сучасных жа літый-іённых батарэях важна не столькі рэчыва, колькі канфігурацыя яго размяшчэння ў блоку. Такія акумулятары складаюцца з электродаў, якія падзяляюцца сепаратарам з порамі. Маса сепаратара, у сваю чаргу, як раз і прамакаецца электралітам. Што тычыцца электродаў, то іх уяўляе катодная аснова на алюмініевай фальзе і медны анод. Ўнутры блока катод і анод злучаюцца паміж сабой клемамі-токосъемникам. Абслугоўванне зарада выконвае станоўчы зарад іён літыя. Гэты матэрыял выгадны тым, што валодае здольнасцю лёгка пранікаць у крышталічныя рашоткі іншых рэчываў, фарміруючы хімічныя сувязі. Зрэшты, станоўчых якасцяў такіх батарэй ўсё часцей аказваецца недастаткова для сучасных задач, што і абумовіла з'яўленне элементаў Li-pol, якія маюць нямала асаблівасцяў. У цэлым жа варта адзначыць і падабенства літый-іённых крыніц харчавання з гелиевыми поўнафарматнага АКБ для аўтамабіляў. У абодвух выпадках батарэі распрацоўваюцца з разлікам на фізічную практычнасць ў выкарыстанні. Збольшага гэты кірунак развіцця працягнулі і палімерныя элементы.

Прылада літый-палімернага акумулятара

Штуршком для ўдасканалення літыевых акумулятараў стала неабходнасць барацьбы з двума недахопамі існуючых батарэй Li-ion. Па-першае, яны небяспечныя ў эксплуатацыі, а па-другое, даволі дорага абыходзяцца па кошце. Пазбаўляцца ад дадзеных мінусаў тэхнолагі вырашылі шляхам змены электраліта. У выніку на змену прамочаным сітаватасці сепаратара прыйшоў палімерны электраліт. Трэба адзначыць, што палімер і раней выкарыстоўваўся ў электратэхнічных патрэбах ў якасці пластыкавай плёнкі, якая праводзіць ток. У сучаснай жа батарэі таўшчыня элемента Li-pol дасягае 1 мм, што таксама здымае з распрацоўшчыкаў абмежаванні па выкарыстанні розных формаў і памераў. Але галоўнае заключаецца ў адсутнасці вадкага электраліта, дзякуючы чаму выключаецца рызыка ўзгарання. Цяпер варта падрабязней разгледзець адрозненні ад літый-іённых элементаў.

У чым галоўнае адрозненне ад іённай батарэі?

Прынцыповае адрозненне заключаецца ў адмове ад гелиевых і вадкасных электралітаў. Для больш поўнага разумення гэтай розніцы варта звярнуцца да сучасных мадэлей аўтамабільных акумулятараў. Патрэба ў замене вадкага электраліта была абумоўлена, зноў жа, інтарэсамі бяспекі. Але калі ў выпадку з аўтамабільнымі АКБ прагрэс спыніўся на тых жа порыстых электралітах з насычэннем, то літыевыя мадэлі атрымалі паўнавартасную цвёрдую аснову. Чым жа так добры цвёрдацельны літый-палімерны акумулятар? Адрозненне ад іённага заключаецца ў тым, што актыўнае рэчыва ў выглядзе пласціны ў зоне кантакту з літыем перашкаджае фарміраванню дендрытаў пры циклировании. Як раз гэты фактар выключае верагоднасць выбухаў і узгаранняў такіх батарэй. Гэта толькі тое, што тычыцца добрых якасцяў, але таксама ёсць і слабыя месцы ў новых элементаў харчавання.

Тэрмін службы літый-палімернага акумулятара

У сярэднім такія акумулятары вытрымліваюць парадку 800-900 цыклаў зарадкі. Дадзены паказчык з'яўляецца сціплым на фоне сучасных аналагаў, але нават не гэты фактар можна разглядаць як вызначальны рэсурс элемента. Справа ў тым, што такія акумулятары схільныя інтэнсіўнаму старэнню незалежна ад характару эксплуатацыі. Гэта значыць, нават калі батарэя зусім не выкарыстоўваецца, яе рэсурс будзе скарачацца. Прычым не мае значэння, гэта літый-іённы акумулятар або літый-палімерны элемент. Усе крыніцы харчавання, якія базуюцца на літыевай аснове, характарызуюцца дадзеным працэсам. Істотную страту ў аб'ёме можна заўважыць ужо праз год пасля набыцця. Праз 2-3 гады некаторыя батарэі і зусім выходзяць з ладу. Але шмат што залежыць ад вытворцы, паколькі ўнутры сегмента таксама ёсць адрозненні ў якасці выканання акумулятара. Аналагічныя праблемы ўласцівыя і элементам NiMH, якія падвяргаюцца старэнню пры рэзкіх тэмпературных ваганнях.

недахопы

Акрамя праблем з хуткім састарэння, такія акумулятары маюць патрэбу ў дадатковай сістэме абароны. Звязана гэта з тым, што ўнутранае напружанне на розных участках можа прывесці да перагарвання. Таму выкарыстоўваецца адмысловая схема стабілізацыі, якая прадухіляе перагрэву і перазарадзіць. Гэтая ж сістэма цягне і іншыя недахопы. Галоўным з іх з'яўляецца абмежаванне току. Але, з іншага боку, дадатковыя ахоўныя схемы робяць бяспечней літый-палімерны акумулятар. Адрозненне ад іённага ў плане кошту таксама мае месца. Палімерныя батарэі каштуюць танней, але ненашмат. Іх цэннік таксама павышаецца з-за ўкаранення электронных ахоўных схем.

Эксплуатацыйныя асаблівасці гелеобразной мадыфікацый

З мэтай павышэння электраправоднасці ў палімерныя элементы тэхнолагі ўсё ж дадаюць гелеобразной электраліт. Пра поўны пераход на такія рэчывы гаворкі не ідзе, паколькі гэта супярэчыць канцэпцыі дадзенай тэхналогіі. Але ў партатыўнай тэхніцы часта выкарыстоўваюць менавіта гібрыдныя элементы харчавання. Іх асаблівасць заключаецца ў адчувальнасці да тэмпературы. Вытворцы рэкамендуюць выкарыстоўваць такія мадэлі батарэй ва ўмовах ад 60 ° C да 100 ° C. Гэта патрабаванне вызначыла і асаблівую нішу прымянення. Выкарыстоўваць гелеобразные мадэлі можна толькі ў месцах з гарачым кліматам, не кажучы аб неабходнасці пагружэння ў цеплаізаляваных корпус. Тым не менш пытанне аб тым, які акумулятар абраць - Li-pol або Li-ion, - не так востра стаіць на прадпрыемствах. Там, дзе асаблівая ўплыў мае тэмпература, часта прымяняюцца камбінаваныя рашэнні. Палімерныя элементы ў такіх выпадках звычайна выкарыстоўваюць у якасці рэзервовых.

Аптымальны метад зарадкі

Звычайны час папаўнення зарада ў літыевых акумулятараў складае ў сярэднім 3 ч. Прычым у працэсе зарадкі блок застаецца халодным. Напаўненне адбываецца ў два этапы. На першым напружанне дасягае пікавых велічынь, і такі рэжым падтрымліваецца да набору 70%. Астатнія 30% набіраюцца ўжо ва ўмовах нармальнага напружання. Цікавы і іншае пытанне - як зараджаць літый-палімерны акумулятар, калі трэба ў пастаянным рэжыме падтрымліваць яго поўны аб'ём? У такім выпадку варта выконваць графік подзарядок. Гэтую працэдуру рэкамендуецца вырабляць прыкладна кожныя 500 ч эксплуатацыі з поўнай разрадкай.

меры засцярогі

У працэсе эксплуатацыі варта ўжываць толькі адпаведны па характарыстыках зарадны прыбор, падлучаючы яго да сеткі са стабільным напругай. Таксама неабходна правяраць стан раздымаў, каб не адбылося размыканне акумулятара. Важна ўлічваць, што, нягледзячы на высокую ступень бяспекі, гэта ўсё ж адчувальны да перагрузак тып акумулятара. Літый-палімерны элемент не трывае перавышэння паказчыкаў току, празмернага астуджэння знешняй асяроддзя і механічных удараў. Зрэшты, па ўсіх гэтых паказчыка палімерныя блокі ўсё ж больш надзейныя, чым літый-іённыя. І ўсё ж такі галоўны аспект бяспекі заключаецца ў бясшкоднасці цвёрдацельных крыніц харчавання - зразумела, пры ўмове падтрымання іх герметычнасці.

Які акумулятар лепш - Li-pol або Li-ion?

Дадзенае пытанне ў большай ступені вызначаецца ўмовамі эксплуатацыі і мэтавым аб'ектам энергазабеспячэння. Асноўныя перавагі палімерных прылад хутчэй адчувальныя для саміх вытворцаў, якія могуць вальней выкарыстоўваць новыя тэхналогіі. Для карыстальніка розніца будзе малапрыкметная. Напрыклад, у пытанні пра тое, як зараджаць літый-палімерны акумулятар, ўладальніку давядзецца больш увагі надаваць якасці крыніцы энергазабеспячэння. Па часе ж зарада гэта ідэнтычныя элементы. Што тычыцца даўгавечнасці, то ў гэтым параметры таксама сітуацыя неадназначная. Эфект старэння ў большай ступені характарызуе палімерныя элементы, але практыка паказвае розныя прыклады. Да прыкладу, ёсць водгукі аб літый-іённых элементах, якія становяцца непрыдатнымі ўжо праз год карыстання. А палімерныя ў некаторых апаратах эксплуатуюцца па 6-7 гадоў.

заключэнне

Вакол акумулятараў па-ранейшаму захоўваецца мноства міфаў і ілжывых меркаванняў, якія тычацца розных нюансаў эксплуатацыі. І наадварот, некаторыя асаблівасці батарэй замоўчваюцца вытворцамі. Што тычыцца міфаў, то адзін з іх абвяргае літый-палімерны акумулятар. Адрозненне ад іённага аналага заключаецца ў тым, што палімерныя мадэлі адчуваюць менш ўнутраных нагрузак. Па гэтай прычыне сеансы зарадкі яшчэ не якія селі акумулятараў не аказваюць шкоднага ўздзеяння на характарыстыкі электродаў. Калі ж казаць пра якія хаваюцца вытворцамі фактах, то адзін з іх датычыцца даўгавечнасці. Як ужо гаварылася, рэсурс акумулятараў характарызуецца не толькі сціплым паказчыкам цыклаў зарадкі, але і непазбежнай стратай карыснага аб'ёму элемента харчавання.