Litija jonu un litija polimēru akumulatori – kurš ir labāks?

Ievads

Litija jonu un litija polimēru akumulatori – kurš ir labāks? Strauji mainīgajā tehnoloģiju un portatīvo enerģijas risinājumu pasaulē litija jonu (Li-ion) un litija polimēru (LiPo) akumulatori izceļas kā divi vadošie sāncenši. Abas tehnoloģijas piedāvā atšķirīgas priekšrocības, un tām ir unikāls pielietojums, kas atšķir tās enerģijas blīvuma, cikla kalpošanas, uzlādes ātruma un drošības ziņā. Tā kā patērētāji un uzņēmumi apmierina savas enerģijas vajadzības, ir ļoti svarīgi izprast šo akumulatoru veidu atšķirības un priekšrocības. Šajā rakstā ir aplūkotas abu akumulatoru tehnoloģiju sarežģītības, piedāvājot ieskatu, lai palīdzētu privātpersonām un uzņēmumiem pieņemt apzinātus lēmumus, kas pielāgoti viņu īpašajām prasībām.

Kādas ir atšķirības starp litija jonu un litija polimēru baterijām?

Litija jonu vs litija polimēru akumulatoru priekšrocības un trūkumi Salīdzinājuma attēls

Litija jonu (Li-ion) akumulatori un litija polimēru (LiPo) akumulatori ir divas galvenās akumulatoru tehnoloģijas, katrai no tām ir atšķirīgas īpašības, kas tieši ietekmē lietotāja pieredzi un vērtību praktiskajā lietošanā.

Pirmkārt, litija polimēru akumulatori izceļas ar enerģijas blīvumu, pateicoties to cietvielu elektrolītam, kas parasti sasniedz 300–400 Wh/kg, krietni pārspējot litija jonu akumulatoru 150–250 Wh/kg. Tas nozīmē, ka varat izmantot vieglākas un plānākas ierīces vai uzglabāt vairāk enerģijas tāda paša izmēra ierīcēs. Lietotājiem, kuri bieži atrodas ceļā vai kuriem nepieciešama ilgstoša lietošana, tas nozīmē ilgāku akumulatora darbības laiku un pārnēsājamākas ierīces.

Otrkārt, litija polimēru akumulatoriem ir ilgāks cikls, kas parasti svārstās no 1500-2000 uzlādes-izlādes cikliem, salīdzinot ar 500-1000 cikliem litija jonu akumulatoriem. Tas ne tikai pagarina ierīču kalpošanas laiku, bet arī samazina bateriju nomaiņas biežumu, tādējādi samazinot uzturēšanas un nomaiņas izmaksas.

Vēl viena ievērojama priekšrocība ir ātras uzlādes un izlādes iespējas. Litija polimēru akumulatori atbalsta uzlādes ātrumu līdz 2-3C, ļaujot iegūt pietiekami daudz enerģijas īsā laikā, ievērojami samazinot gaidīšanas laiku un uzlabojot ierīces pieejamību un lietotāja ērtības.

Turklāt litija polimēru akumulatoriem ir salīdzinoši zems pašizlādes ātrums, parasti mazāk nekā 1% mēnesī. Tas nozīmē, ka varat glabāt rezerves akumulatorus vai ierīces ilgāku laiku bez biežas uzlādes, atvieglojot ārkārtas vai rezerves lietošanu.

Attiecībā uz drošību cietvielu elektrolītu izmantošana litija polimēru baterijās arī veicina lielāku drošību un mazāku risku.

Tomēr dažiem lietotājiem litija polimēru akumulatoru izmaksas un elastība var būt faktori, kas jāņem vērā. Pateicoties savām tehnoloģiskajām priekšrocībām, litija polimēru akumulatori parasti ir dārgāki un piedāvā mazāku dizaina brīvību salīdzinājumā ar litija jonu akumulatoriem.

Rezumējot, litija polimēru akumulatori piedāvā lietotājiem pārnēsājamāku, stabilāku, efektīvāku un videi draudzīgāku enerģijas risinājumu, jo tiem ir augsts enerģijas blīvums, ilgs kalpošanas laiks, ātras uzlādes un izlādes iespējas, kā arī zems pašizlādes līmenis. Tie ir īpaši piemēroti lietojumiem, kuriem nepieciešams ilgs akumulatora darbības laiks, augsta veiktspēja un drošība.

Litija jonu un litija polimēru akumulatoru ātrā salīdzinājuma tabula

(Padomi: faktiskie veiktspējas parametri var atšķirties atkarībā no dažādiem ražotājiem, produktiem un lietošanas apstākļiem. Tāpēc, pieņemot lēmumus, ieteicams atsaukties uz konkrētajām tehniskajām specifikācijām un ražotāju sniegtajiem neatkarīgajiem testu ziņojumiem.)

Kā ātri novērtēt, kurš akumulators jums ir piemērots

Individuālie klienti: kā ātri novērtēt, kuru akumulatoru iegādāties

Gadījums: elektriskā velosipēda akumulatora pirkšana

Iedomājieties, ka apsverat iespēju iegādāties elektrisko velosipēdu, un jums ir divas akumulatora iespējas: litija jonu akumulators un litija polimēra akumulators. Šeit ir jūsu apsvērumi:

1. Enerģijas blīvums: Jūs vēlaties, lai jūsu elektriskā velosipēda darbības rādiuss būtu lielāks.
2. Cikla dzīve: nevēlaties bieži nomainīt akumulatoru; vēlaties ilgu akumulatoru.
3. Uzlādes un izlādes ātrums: vēlaties ātri uzlādēt akumulatoru, samazinot gaidīšanas laiku.
4. Pašizlādes ātrums: Jūs plānojat laiku pa laikam izmantot elektrisko velosipēdu un vēlaties, lai akumulators laika gaitā saglabātu uzlādi.
5. Drošība: jums ļoti rūp drošība un vēlaties, lai akumulators nepārkarstu vai eksplodētu.
6. Izmaksas: jums ir ierobežots budžets un vēlaties akumulatoru ar labu cenas un kvalitātes attiecību.
7. Dizaina elastība: vēlaties, lai akumulators būtu kompakts un neaizņemtu pārāk daudz vietas.

Tagad apvienosim šos apsvērumus ar svērumiem novērtējuma tabulā:

Iepriekš redzamajā tabulā redzams, ka litija polimēru akumulatora kopējais vērtējums ir 61 punkts, savukārt litija jonu akumulatora kopējais vērtējums ir 54 punkti.

Pamatojoties uz jūsu vajadzībām:

• Ja par prioritāti piešķirat enerģijas blīvumu, uzlādes un izlādes ātrumu un drošību un varat pieņemt nedaudz augstākas izmaksas, tadLitija polimēru akumulatorsvar būt jums piemērotāks.
• Ja esat vairāk noraizējies par izmaksām un dizaina elastību un varat samierināties ar mazāku cikla kalpošanas laiku un nedaudz lēnāku uzlādes un izlādes ātrumu, tadLitija jonu akumulatorsvarētu būt piemērotāks.

Tādā veidā jūs varat izdarīt apzinātāku izvēli, pamatojoties uz savām vajadzībām un iepriekš minēto novērtējumu.

Biznesa klienti: kā ātri novērtēt, kuru akumulatoru iegādāties

Mājas enerģijas uzglabāšanas akumulatoru lietojumu kontekstā izplatītāji lielāku uzmanību pievērsīs akumulatora ilgmūžībai, stabilitātei, drošībai un izmaksu efektivitātei. Šeit ir novērtējuma tabula, kurā ņemti vērā šie faktori:

Gadījums: akumulatoru piegādātāja izvēle mājas enerģijas uzglabāšanas akumulatoru pārdošanai

Uzstādot mājas enerģijas akumulatorus lielam lietotāju skaitam, izplatītājiem jāņem vērā šādi galvenie faktori:

1. Izmaksu efektivitāte: Izplatītājiem ir jānodrošina akumulatoru risinājums ar augstu rentabilitāti.
2. Cikla dzīve: lietotāji vēlas akumulatorus ar ilgu kalpošanas laiku un augstu uzlādes un izlādes ciklu.
3. Drošība: Drošība ir īpaši svarīga mājas vidē, un akumulatoriem jābūt izciliem drošības rādītājiem.
4. Piegādes stabilitāte: piegādātājiem jāspēj nodrošināt stabilu un nepārtrauktu akumulatora padevi.
5. Tehniskais atbalsts un serviss: Piedāvājiet profesionālu tehnisko atbalstu un pēcpārdošanas pakalpojumus, lai apmierinātu lietotāju vajadzības.
6. Zīmola reputācija: piegādātāja zīmola reputācija un tirgus darbība.
7. Uzstādīšanas ērtības: Akumulatora izmērs, svars un uzstādīšanas metode ir svarīga gan lietotājiem, gan izplatītājiem.

Ņemot vērā iepriekš minētos faktorus un piešķirot svarus:

Iepriekš redzamajā tabulā redzams, ka litija polimēru akumulatora kopējais vērtējums ir 52 punkti, savukārt litija jonu akumulatora kopējais vērtējums ir 50 punkti.

Tāpēc no piegādātāja izvēles viedokļa lielam skaitam mājas enerģijas akumulatoru lietotājuLitija polimēru akumulatorsvar būt labāka izvēle. Neskatoties uz nedaudz augstākām izmaksām, ņemot vērā tā cikla ilgumu, drošību, piegādes stabilitāti un tehnisko atbalstu, tas var piedāvāt lietotājiem uzticamāku un efektīvāku enerģijas uzglabāšanas risinājumu.

Kas ir litija jonu akumulators?

Litija jonu akumulatora pārskats

Litija jonu akumulators ir uzlādējams akumulators, kas uzglabā un atbrīvo enerģiju, pārvietojot litija jonus starp pozitīvo un negatīvo elektrodu. Tas ir kļuvis par galveno enerģijas avotu daudzām mobilajām ierīcēm (piemēram, viedtālruņiem, klēpjdatoriem) un elektriskajiem transportlīdzekļiem (piemēram, elektromobiļiem, elektriskajiem velosipēdiem).

Litija jonu akumulatora uzbūve

1. Pozitīvs elektrodu materiāls:
   • Litija jonu akumulatora pozitīvajā elektrodā parasti tiek izmantoti litija sāļi (piemēram, litija kobalta oksīds, litija niķeļa mangāna kobalta oksīds utt.) un materiāli uz oglekļa bāzes (piemēram, dabīgais vai sintētiskais grafīts, litija titanāts utt.).
   • Pozitīvā elektroda materiāla izvēlei ir būtiska ietekme uz akumulatora enerģijas blīvumu, cikla kalpošanas laiku un izmaksām.
2. Negatīvs elektrods (katods):
   • Litija jonu akumulatora negatīvajā elektrodā parasti tiek izmantoti materiāli uz oglekļa bāzes, piemēram, dabīgais vai sintētiskais grafīts.
   • Dažās augstas veiktspējas litija jonu baterijās kā negatīvais elektrods tiek izmantoti arī tādi materiāli kā silīcijs vai litija metāls, lai palielinātu akumulatora enerģijas blīvumu.
3. Elektrolīts:
   • Litija jonu akumulatoros izmanto šķidru elektrolītu, parasti litija sāļus, kas izšķīdināti organiskos šķīdinātājos, piemēram, litija heksafluorfosfātā (LiPF6).
   • Elektrolīts kalpo kā vadītājs un atvieglo litija jonu kustību, nosakot akumulatora veiktspēju un drošību.
4. Atdalītājs:
   • Litija jonu akumulatora separators galvenokārt ir izgatavots no mikroporainiem polimēriem vai keramikas materiāliem, kas paredzēti, lai novērstu tiešu kontaktu starp pozitīvo un negatīvo elektrodu, vienlaikus ļaujot litija joniem iziet cauri.
   • Atdalītāja izvēle būtiski ietekmē akumulatora drošību, cikla kalpošanas laiku un veiktspēju.
5. Korpuss un blīvējums:
   • Litija jonu akumulatora korpuss parasti ir izgatavots no metāla materiāliem (piemēram, alumīnija vai kobalta) vai īpašas plastmasas, lai nodrošinātu strukturālu atbalstu un aizsargātu iekšējās sastāvdaļas.
   • Akumulatora blīvējuma dizains nodrošina, ka elektrolīts neizplūst un novērš ārēju vielu iekļūšanu, saglabājot akumulatora veiktspēju un drošību.

Kopumā litija jonu akumulatori nodrošina labu enerģijas blīvumu, cikla kalpošanas laiku un veiktspēju, pateicoties to sarežģītajai struktūrai un rūpīgi atlasītajām materiālu kombinācijām. Šīs funkcijas padara litija jonu akumulatorus par galveno izvēli modernām pārnēsājamām elektroniskām ierīcēm, elektriskajiem transportlīdzekļiem un enerģijas uzglabāšanas sistēmām. Salīdzinājumā ar litija polimēru akumulatoriem, litija jonu akumulatoriem ir noteiktas priekšrocības enerģijas blīvuma un izmaksu efektivitātes ziņā, taču tām ir arī problēmas saistībā ar drošību un stabilitāti.

Litija jonu akumulatora darbības princips

• Uzlādes laikā litija joni tiek atbrīvoti no pozitīvā elektroda (anoda) un pārvietojas pa elektrolītu uz negatīvo elektrodu (katodu), ģenerējot elektrisko strāvu ārpus akumulatora, lai darbinātu ierīci.
• Izlādes laikā šis process tiek apgriezts, litija joniem pārvietojoties no negatīvā elektroda (katoda) atpakaļ uz pozitīvo elektrodu (anodu), atbrīvojot uzkrāto enerģiju.

Litija jonu akumulatora priekšrocības

1.Augsts enerģijas blīvums

• Pārnesamība un viegls: Litija jonu akumulatoru enerģijas blīvums parasti ir diapazonā no150-250 Wh/kg, kas ļauj pārnēsājamām ierīcēm, piemēram, viedtālruņiem, planšetdatoriem un klēpjdatoriem, uzglabāt lielu enerģijas daudzumu salīdzinoši vieglā tilpumā.
• Ilgstoša lietošana: Augsts enerģijas blīvums ļauj ierīcēm darboties ilgāku laiku ierobežotā telpā, apmierinot lietotāju vajadzības pēc ilgstošas ​​izmantošanas ārpus telpām vai ilgstoši, nodrošinot ilgāku akumulatora darbības laiku.

2.Ilgs mūžs un stabilitāte

• Ekonomiskie ieguvumi: Tipiskais litija jonu akumulatoru kalpošanas laiks svārstās no500-1000 uzlādes-izlādes cikli, kas nozīmē mazāku bateriju nomaiņu un tādējādi samazinot kopējās īpašuma izmaksas.
• Stabils sniegums: Akumulatora stabilitāte nozīmē nemainīgu veiktspēju un uzticamību visā tā kalpošanas laikā, samazinot veiktspējas pasliktināšanās vai atteices risku akumulatora novecošanas dēļ.

3.Ātras uzlādes un izlādes iespēja

• Ērtības un efektivitāte: Litija jonu akumulatori atbalsta ātru uzlādi un izlādi, sasniedzot parasto uzlādes ātrumu1-2C, kas atbilst mūsdienu lietotāju prasībām pēc ātras uzlādes, samazina gaidīšanas laiku un uzlabo ikdienas dzīvi un darba efektivitāti.
• Piemērots mūsdienu dzīvei: Ātrās uzlādes funkcija atbilst ātras un ērtas uzlādes vajadzībām mūsdienu dzīvē, īpaši ceļojuma, darba vai citos gadījumos, kad nepieciešama ātra akumulatora papildināšana.

4.Nav atmiņas efekta

• Ērti uzlādes ieradumi: bez pamanāma “atmiņas efekta” lietotāji var uzlādēt jebkurā laikā bez periodiskas pilnīgas izlādes, lai uzturētu optimālu veiktspēju, samazinot akumulatora pārvaldības sarežģītību.
• Augstas efektivitātes uzturēšana: Nav atmiņas efekta nozīmē, ka litija jonu akumulatori var nepārtraukti nodrošināt efektīvu, konsekventu veiktspēju bez sarežģītas uzlādes-izlādes pārvaldības, samazinot apkopes un pārvaldības slogu lietotājiem.

5.Zems pašizlādes ātrums

• Ilgtermiņa uzglabāšana: Litija jonu akumulatoru pašizlādes ātrums parasti ir2-3% mēnesī, kas nozīmē minimālu akumulatora uzlādes zudumu ilgstošas ​​neizmantošanas laikā, saglabājot augstu uzlādes līmeni gaidstāves vai ārkārtas lietošanai.
• Enerģijas taupīšana: Zems pašizlādes līmenis samazina enerģijas zudumus neizmantotās akumulatoros, ietaupot enerģiju un samazinot ietekmi uz vidi.

Litija jonu akumulatora trūkumi

1. Drošības jautājumi

Litija jonu akumulatori rada drošības riskus, piemēram, pārkaršanu, aizdegšanos vai eksploziju. Šīs drošības problēmas var palielināt lietotāju riskus akumulatora lietošanas laikā, potenciāli nodarot kaitējumu veselībai un īpašumam, tādēļ ir nepieciešama pastiprināta drošības pārvaldība un uzraudzība.

2. Izmaksas

Litija jonu akumulatoru ražošanas izmaksas parasti svārstās no100–200 USD par kilovatstundu (kWh). Salīdzinot ar citiem akumulatoru veidiem, šī ir salīdzinoši augsta cena, galvenokārt augstas tīrības materiālu un sarežģīto ražošanas procesu dēļ.

3. Ierobežots mūža ilgums

Litija jonu akumulatoru vidējais kalpošanas laiks parasti svārstās no300-500 uzlādes-izlādes cikli. Biežas un intensīvas lietošanas apstākļos akumulatora jauda un veiktspēja var pasliktināties ātrāk.

4. Temperatūras jutība

Litija jonu akumulatoru optimālā darba temperatūra parasti ir robežās0-45 grādi pēc Celsija. Pārāk augstā vai zemā temperatūrā var tikt ietekmēta akumulatora veiktspēja un drošība.

5. Uzlādes laiks

Lai gan litija jonu akumulatoriem ir ātras uzlādes iespējas, dažās lietojumprogrammās, piemēram, elektriskajos transportlīdzekļos, ātrās uzlādes tehnoloģija joprojām ir jāpilnveido. Pašlaik dažas ātrās uzlādes tehnoloģijas var uzlādēt akumulatoru līdz80% 30 minūšu laikā, bet 100% uzlādes sasniegšanai parasti ir nepieciešams vairāk laika.

Nozares un scenāriji, kas piemēroti litija jonu akumulatoriem

Pateicoties izcilajām veiktspējas īpašībām, īpaši augstajam enerģijas blīvumam, vieglajam svaram un bez "atmiņas efekta", litija jonu akumulatori ir piemēroti dažādām nozarēm un pielietojuma scenārijiem. Tālāk ir norādītas nozares, scenāriji un produkti, kuriem litija jonu akumulatori ir piemērotāki.

Litija jonu akumulatoru lietošanas scenāriji

1. Pārnēsājami elektroniski izstrādājumi ar litija jonu baterijām:
   • Viedtālruņi un planšetdatori: litija jonu akumulatori to augstā enerģijas blīvuma un vieglā svara dēļ ir kļuvuši par galveno strāvas avotu mūsdienu viedtālruņiem un planšetdatoriem.
   • Pārnēsājamas audio un video ierīces: piemēram, Bluetooth austiņas, portatīvie skaļruņi un kameras.
2. Elektriskie transporta līdzekļi ar litija jonu akumulatoriem:
   • Elektriskās automašīnas (EV) un hibrīdie elektriskie transportlīdzekļi (HEV): to augstā enerģijas blīvuma un ilgā cikla mūža dēļ litija jonu akumulatori ir kļuvuši par iecienītākajiem.akumulatoru tehnoloģija elektriskajiem un hibrīdautomobiļiem.

• Elektriskie velosipēdi un elektriskie skrejriteņi: arvien populārāki nelielos attālumos un pilsētas transportā.

3. Pārnēsājami barošanas avoti un enerģijas uzglabāšanas sistēmas ar litija jonu akumulatoriem:
   • Pārnēsājami lādētāji un mobilie barošanas avoti: nodrošina papildu barošanas avotu viedierīcēm.
   • Dzīvojamās un komerciālās enerģijas uzglabāšanas sistēmas: piemēram, mājas saules enerģijas uzglabāšanas sistēmas un tīkla uzglabāšanas projekti.
4. Medicīniskās ierīces ar litija jonu baterijām:
   • Pārnēsājamas medicīniskās ierīces: piemēram, portatīvie ventilatori, asinsspiediena mērītāji un termometri.
   • Mobilās medicīniskās ierīces un uzraudzības sistēmas: piemēram, bezvadu elektrokardiogrammas (EKG) ierīces un attālinātās veselības uzraudzības sistēmas.
5. Aviācijas un kosmosa litija jonu akumulatori:
   • Bezpilota lidaparāti (UAV) un lidaparāti: litija jonu akumulatoru vieglā svara un lielā enerģijas blīvuma dēļ tie ir ideāli enerģijas avoti droniem un citām vieglajām lidmašīnām.
   • Satelīti un kosmosa zondes: Litija jonu baterijas pakāpeniski tiek izmantotas kosmosa lietojumos.

Labi zināmi produkti, kuros tiek izmantotas litija jonu baterijas

• Tesla elektrisko automašīnu akumulatori: Tesla litija jonu akumulatoru komplektos tiek izmantota augsta enerģijas blīvuma litija jonu akumulatoru tehnoloģija, lai nodrošinātu elektriskajiem transportlīdzekļiem lielu darbības attālumu.
• Apple iPhone un iPad akumulatori: Apple izmanto augstas kvalitātes litija jonu akumulatorus kā galveno strāvas avotu savām iPhone un iPad sērijām.
• Dyson bezvadu putekļu sūcēju akumulatori: Dyson bezvadu putekļsūcēji izmanto efektīvus litija jonu akumulatorus, nodrošinot lietotājiem ilgāku lietošanas laiku un ātrāku uzlādes ātrumu.

Kas ir litija polimēru akumulators?

Litija polimēru akumulatoru pārskats

Litija polimēru (LiPo) akumulators, kas pazīstams arī kā cietvielu litija akumulators, ir uzlabota litija jonu akumulatoru tehnoloģija, kas tradicionālo šķidro elektrolītu vietā izmanto cietvielu polimēru kā elektrolītu. Šīs akumulatora tehnoloģijas galvenās priekšrocības ir tās uzlabotā drošība, enerģijas blīvums un stabilitāte.

Litija polimēru akumulatora darbības princips

• Uzlādes process: Kad sākas uzlāde, akumulatoram ir pievienots ārējs barošanas avots. Pozitīvais elektrods (anods) pieņem elektronus, un tajā pašā laikā litija joni atdalās no pozitīvā elektroda, migrē caur elektrolītu uz negatīvo elektrodu (katodu) un iegulst. Tikmēr negatīvais elektrods pieņem arī elektronus, palielinot kopējo akumulatora uzlādi un uzglabājot vairāk elektroenerģijas.
• Izlādes process: Akumulatora lietošanas laikā elektroni plūst no negatīvā elektroda (katoda) caur ierīci un atgriežas pie pozitīvā elektroda (anoda). Šajā laikā negatīvajā elektrodā iegultie litija joni sāk atdalīties un atgriežas pozitīvajā elektrodā. Litija joniem migrējot, akumulatora uzlāde samazinās, un uzkrātā elektriskā enerģija tiek atbrīvota ierīces lietošanai.

Litija polimēru akumulatora struktūra

Litija polimēru akumulatora pamatstruktūra ir līdzīga litija jonu akumulatoram, taču tajā tiek izmantoti dažādi elektrolīti un daži materiāli. Šeit ir norādītas litija polimēru akumulatora galvenās sastāvdaļas:

1. Pozitīvs elektrods (anods):
   • Aktīvs materiāls: Pozitīvā elektroda materiāls parasti ir ar litija jonu iestrādāti materiāli, piemēram, litija kobalta oksīds, litija dzelzs fosfāts utt.
   • Pašreizējais kolekcionārs: Lai vadītu elektrību, anods parasti ir pārklāts ar vadošu strāvas kolektoru, piemēram, vara foliju.
2. Negatīvs elektrods (katods):
   • Aktīvs materiāls: ir iestrādāts arī negatīvā elektroda aktīvais materiāls, parasti izmantojot materiālus uz grafīta vai silīcija bāzes.
   • Pašreizējais kolekcionārs: Līdzīgi kā anodam, katodam ir nepieciešams arī labs vadošs strāvas savācējs, piemēram, vara folija vai alumīnija folija.
3. Elektrolīts:
   • Litija polimēru akumulatoros kā elektrolītus izmanto cietvielu vai želejveida polimērus, kas ir viena no galvenajām atšķirībām no tradicionālajām litija jonu baterijām. Šī elektrolīta forma nodrošina augstāku drošību un stabilitāti.
4. Atdalītājs:
   • Atdalītāja uzdevums ir novērst tiešu kontaktu starp pozitīvo un negatīvo elektrodu, vienlaikus ļaujot litija joniem iziet cauri. Tas palīdz novērst akumulatora īssavienojumu un saglabā akumulatora stabilitāti.
5. Korpuss un blīvējums:
   • Akumulatora ārpuse parasti ir izgatavota no metāla vai plastmasas korpusa, nodrošinot aizsardzību un strukturālu atbalstu.
   • Blīvmateriāls nodrošina, ka elektrolīts neizplūst un saglabā akumulatora iekšējās vides stabilitāti.

Pateicoties cietvielu vai želejveida polimēru elektrolītu izmantošanai, litija polimēru akumulatoriem iraugsts enerģijas blīvums, drošība un stabilitāte, padarot tos par pievilcīgāku izvēli noteiktiem lietojumiem salīdzinājumā ar tradicionālajiem šķidrā elektrolīta litija jonu akumulatoriem.

Litija polimēru akumulatora priekšrocības

Salīdzinot ar tradicionālajiem šķidrā elektrolīta litija jonu akumulatoriem, litija polimēru akumulatoriem ir šādas unikālas priekšrocības:

1.Cietvielu elektrolīts

• Uzlabota drošība: Cietvielu elektrolīta izmantošanas dēļ litija polimēru akumulatori ievērojami samazina pārkaršanas, aizdegšanās vai eksplozijas risku. Tas ne tikai uzlabo akumulatora drošību, bet arī samazina iespējamos apdraudējumus, ko izraisa noplūde vai iekšējie īssavienojumi.

2.Augsts enerģijas blīvums

• Optimizēts ierīces dizains: Litija polimēru akumulatoru enerģijas blīvums parasti sasniedz300-400 Wh/kg, ievērojami augstāks nekā150-250 Wh/kgtradicionālajām šķidrā elektrolīta litija jonu baterijām. Tas nozīmē, ka litija polimēru akumulatori ar tādu pašu tilpumu vai svaru var uzglabāt vairāk elektroenerģijas, ļaujot ierīces veidot plānākas un vieglākas.

3.Stabilitāte un izturība

• Ilgs kalpošanas laiks un zema apkope: Cietvielu elektrolītu izmantošanas dēļ litija polimēru akumulatoru kalpošanas laiks parasti ir1500-2000 uzlādes-izlādes cikli, ievērojami pārsniedzot500-1000 uzlādes-izlādes ciklitradicionālajām šķidrā elektrolīta litija jonu baterijām. Tas nozīmē, ka lietotāji var izmantot ierīces ilgāku laiku, samazinot akumulatoru nomaiņas biežumu un ar to saistītās uzturēšanas izmaksas.

4.Ātras uzlādes un izlādes iespēja

• Uzlabotas lietotāja ērtības: Litija polimēru akumulatori atbalsta ātrgaitas uzlādi, ar uzlādes ātrumu līdz 2-3C. Tas ļauj lietotājiem ātri iegūt jaudu, samazināt gaidīšanas laiku un uzlabot ierīces lietošanas efektivitāti.

5.Augstas temperatūras veiktspēja

• Plašāki pielietojuma scenāriji: Cietvielu elektrolītu stabilitāte augstā temperatūrā ļauj litija polimēru akumulatoriem labi darboties plašākā darba temperatūru diapazonā. Tas nodrošina lielāku elastību un uzticamību lietojumprogrammām, kurām nepieciešama darbība augstas temperatūras vidē, piemēram, elektriskajos transportlīdzekļos vai āra iekārtās.

Kopumā litija polimēru akumulatori nodrošina lietotājiem augstāku drošību, lielāku enerģijas blīvumu, ilgāku kalpošanas laiku un plašāku lietojumu klāstu, tādējādi apmierinot mūsdienu elektronisko ierīču un enerģijas uzglabāšanas sistēmu vajadzības.

Litija polimēru akumulatora trūkumi

1. Augstas ražošanas izmaksas:
   • Litija polimēru akumulatoru ražošanas izmaksas parasti ir robežās200–300 USD par kilovatstundu (kWh), kas ir salīdzinoši augstas izmaksas salīdzinājumā ar citiem litija jonu akumulatoru veidiem.
2. Siltuma pārvaldības izaicinājumi:
   • Pārkaršanas apstākļos litija polimēru akumulatoru siltuma izdalīšanās ātrums var būt pat augsts10°C/min, kam nepieciešama efektīva siltuma pārvaldība, lai kontrolētu akumulatora temperatūru.
3. Drošības problēmas:
   • Saskaņā ar statistiku litija polimēru akumulatoru drošības negadījumu līmenis ir aptuveni0,001%, kas, lai arī zemāks par dažiem citiem akumulatoru veidiem, tomēr prasa stingrus drošības pasākumus un pārvaldību.
4. Cikla dzīves ierobežojumi:
   • Litija polimēru akumulatoru vidējais cikla ilgums parasti ir diapazonā no800-1200 uzlādes-izlādes cikli, ko ietekmē lietošanas apstākļi, uzlādes metodes un temperatūra.
5. Mehāniskā stabilitāte:
   • Elektrolīta slāņa biezums parasti ir diapazonā no20-50 mikroni, padarot akumulatoru jutīgāku pret mehāniskiem bojājumiem un triecieniem.
6. Uzlādes ātruma ierobežojumi:
   • Tipiskais litija polimēru akumulatoru uzlādes ātrums parasti ir diapazonā no0,5-1C, kas nozīmē, ka uzlādes laiks var būt ierobežots, īpaši lielas strāvas vai ātras uzlādes apstākļos.

Litija polimēru akumulatoriem piemērotas nozares un scenāriji

Litija polimēru akumulatoru lietošanas scenāriji

1. Pārnēsājamas medicīnas ierīces: to augstā enerģijas blīvuma, stabilitātes un ilgā kalpošanas laika dēļ litija polimēru baterijas pārnēsājamās medicīnas ierīcēs, piemēram, pārnēsājamos ventilatoros, asinsspiediena mērītājos un termometros, izmanto plašāk nekā litija jonu baterijas. Šīm ierīcēm parasti ir nepieciešams stabils barošanas avots ilgstoši, un litija polimēru akumulatori var apmierināt šīs īpašās vajadzības.
2. Augstas veiktspējas portatīvie barošanas avoti un enerģijas uzglabāšanas sistēmas: pateicoties augstajam enerģijas blīvumam, ātrai uzlādes un izlādes iespējām, kā arī stabilitātei, litija polimēru akumulatoriem ir lielākas priekšrocības augstas veiktspējas pārnēsājamos barošanas avotos un liela mēroga enerģijas uzglabāšanas sistēmās, piemēram, kā dzīvojamās un komerciālās saules enerģijas uzglabāšanas sistēmas.
3. Lietojumi aviācijā un kosmosā: to vieglā svara, augsta enerģijas blīvuma un augstas temperatūras stabilitātes dēļ litija polimēru akumulatoriem ir plašāki pielietojuma scenāriji nekā litija jonu akumulatoriem kosmosa un kosmosa lietojumos, piemēram, bezpilota lidaparātos (UAV), vieglajos lidaparātos, satelīti un kosmosa zondes.

4. Pielietojums īpašās vidēs un apstākļos: litija polimēru akumulatoru cietvielu polimēru elektrolīta dēļ, kas nodrošina labāku drošību un stabilitāti nekā šķidrā elektrolīta litija jonu akumulatori, tie ir piemērotāki lietošanai īpašās vidēs un apstākļos, piemēram, ar augstu temperatūras, augsta spiediena vai augstas drošības prasības.

Rezumējot, litija polimēru akumulatoriem ir unikālas priekšrocības un pielietojuma vērtība noteiktās specifiskās pielietošanas jomās, jo īpaši lietojumos, kuros nepieciešams augsts enerģijas blīvums, ilgs kalpošanas laiks, ātra uzlāde un izlāde, kā arī augsta drošības veiktspēja.

Labi zināmi produkti, kuros izmanto litija polimēru baterijas

1. OnePlus Nord sērijas viedtālruņi
   • OnePlus Nord sērijas viedtālruņos tiek izmantoti litija polimēru akumulatori, kas ļauj tiem nodrošināt ilgāku akumulatora darbības laiku, vienlaikus saglabājot plānu dizainu.
2. Skydio 2 droni
   • Skydio 2 drons izmanto augsta enerģijas blīvuma litija polimēru baterijas, nodrošinot vairāk nekā 20 minūšu lidojuma laiku, vienlaikus saglabājot vieglu dizainu.
3. Oura Ring veselības izsekotājs
   • Oura Ring veselības izsekotājs ir viedais gredzens, kas izmanto litija polimēru baterijas, nodrošinot akumulatora darbības laiku vairākas dienas, vienlaikus nodrošinot ierīces plānu un ērtu dizainu.
4. PowerVision PowerEgg X
   • PowerVision PowerEgg X ir daudzfunkcionāls drons, kas izmanto litija polimēru baterijas, kas spēj sasniegt līdz 30 minūšu lidojuma laiku, vienlaikus nodrošinot gan sauszemes, gan ūdens iespējas.

Šie labi zināmie produkti pilnībā demonstrē litija polimēru akumulatoru plašo pielietojumu un unikālās priekšrocības pārnēsājamos elektroniskajos produktos, dronos un veselības izsekošanas ierīcēs.

Secinājums

Salīdzinot litija jonu un litija polimēru akumulatorus, litija polimēru akumulatori piedāvā izcilu enerģijas blīvumu, ilgāku cikla kalpošanas laiku un uzlabotu drošību, padarot tos ideāli piemērotus lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta veiktspēja un ilgmūžība. Individuāliem patērētājiem, kas dod priekšroku ātrai uzlādei, drošībai un vēlas uzņemties nedaudz augstākas izmaksas, litija polimēru baterijas ir vēlamā izvēle. Uzņēmējdarbības iepirkumos mājas enerģijas uzglabāšanai litija polimēru akumulatori kļūst par daudzsološu iespēju, pateicoties to uzlabotajam ciklam, drošībai un tehniskajam atbalstam. Galu galā izvēle starp šiem akumulatoru veidiem ir atkarīga no īpašām vajadzībām, prioritātēm un paredzētajiem lietojumiem.