Lithium-iontové vs. lithium-polymerové baterie - které jsou lepší?

Úvod

Lithium-iontové vs. lithium-polymerové baterie - které jsou lepší? V rychle se rozvíjejícím světě technologií a přenosných energetických řešení vystupují lithium-iontové (Li-ion) a lithium-polymerové (LiPo) baterie jako dva hlavní soupeři. Obě technologie nabízejí výrazné výhody a mají své jedinečné aplikace, které je odlišují z hlediska hustoty energie, životnosti cyklu, rychlosti nabíjení a bezpečnosti. Vzhledem k tomu, že se spotřebitelé i podniky orientují ve svých energetických potřebách, stává se pochopení rozdílů a výhod těchto typů baterií klíčovým. Tento článek se zabývá složitostmi obou bateriových technologií a nabízí poznatky, které jednotlivcům i firmám pomohou učinit informovaná rozhodnutí přizpůsobená jejich specifickým požadavkům.

Jaké jsou rozdíly mezi lithium-iontovými a lithium-polymerovými bateriemi?

Výhody a nevýhody lithium-iontových vs. lithium-polymerových baterií Srovnávací obrázek

Lithium-iontové (Li-ion) a lithium-polymerové (LiPo) baterie jsou dvě hlavní technologie baterií, z nichž každá má odlišné vlastnosti, které přímo ovlivňují uživatelský komfort a hodnotu v praktických aplikacích.

Za prvé, lithium-polymerové baterie vynikají hustotou energie díky pevnému elektrolytu, která obvykle dosahuje 300-400 Wh/kg, což je mnohem více než 150-250 Wh/kg lithium-iontových baterií. To znamená, že můžete používat lehčí a tenčí zařízení nebo uchovávat více energie v zařízeních stejné velikosti. Pro uživatele, kteří jsou často na cestách nebo vyžadují delší používání, to znamená delší životnost baterií a větší přenosnost zařízení.

Za druhé, lithium-polymerové baterie mají delší životnost, která se obvykle pohybuje v rozmezí 1500-2000 cyklů nabíjení a vybíjení ve srovnání s 500-1000 cykly u lithium-iontových baterií. To nejen prodlužuje životnost zařízení, ale také snižuje četnost výměn baterií, čímž se snižují náklady na údržbu a výměnu.

Další významnou výhodou je možnost rychlého nabíjení a vybíjení. Lithium-polymerové baterie podporují rychlost nabíjení až 2-3C, což umožňuje získat dostatek energie v krátkém čase, výrazně zkrátit dobu čekání a zvýšit dostupnost zařízení a pohodlí uživatele.

Kromě toho mají lithium-polymerové baterie relativně nízkou míru samovybíjení, obvykle méně než 1% za měsíc. To znamená, že záložní baterie nebo zařízení můžete skladovat delší dobu bez častého nabíjení, což usnadňuje nouzové nebo záložní použití.

Z hlediska bezpečnosti přispívá k vyšší bezpečnosti a nižším rizikům také použití pevnolátkových elektrolytů v lithium-polymerových bateriích.

Pro některé uživatele však může být faktorem ke zvážení cena a flexibilita lithium-polymerových baterií. Vzhledem ke svým technologickým výhodám jsou lithium-polymerové baterie obecně dražší a nabízejí menší konstrukční volnost ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi.

Lithium-polymerové baterie nabízejí uživatelům přenosnější, stabilnější, účinnější a ekologičtější energetické řešení díky své vysoké hustotě energie, dlouhé životnosti, možnosti rychlého nabíjení a vybíjení a nízké míře samovybíjení. Jsou vhodné zejména pro aplikace vyžadující dlouhou životnost baterií, vysoký výkon a bezpečnost.

Rychlá srovnávací tabulka lithium-iontových a lithium-polymerových baterií

Srovnávací parametr	Lithium-iontové baterie	Lithium-polymerové baterie
Typ elektrolytu	Kapalina	Solid
Energetická hustota (Wh/kg)	150-250	300-400
Životnost cyklu (cykly nabíjení a vybíjení)	500-1000	1500-2000
Rychlost nabíjení (C)	1-2C	2-3C
Rychlost samovybíjení (%)	2-3% měsíčně	Méně než 1% měsíčně
Dopad na životní prostředí	Mírná	Nízká
Stabilita a spolehlivost	Vysoká	Velmi vysoká
Účinnost nabíjení/vybíjení (%)	90-95%	Nad 95%
Hmotnost (kg/kWh)	2-3	1-2
Přijetí na trhu a přizpůsobivost	Vysoká	Pěstování
Flexibilita a volnost designu	Mírná	Vysoká
Bezpečnost	Mírná	Vysoká
Náklady	Mírná	Vysoká
Teplotní rozsah	0-45°C	-20-60°C
Cykly dobíjení	500-1000 cyklů	500-1000 cyklů
Ekologická udržitelnost	Mírná	Vysoká

(Tipy: Skutečné výkonnostní parametry se mohou lišit v závislosti na různých výrobcích, produktech a podmínkách použití. Proto se při rozhodování doporučuje nahlédnout do konkrétních technických specifikací a nezávislých zkušebních protokolů poskytovaných výrobci.)

Jak rychle vyhodnotit, která baterie je pro vás vhodná

Individuální zákazníci: Jak rychle vyhodnotit, kterou baterii koupit

Případ: Nákup baterie pro elektrické kolo
Představte si, že uvažujete o koupi elektrokola a máte dvě možnosti baterií: lithium-iontová baterie a lithium-polymerová baterie. Zde jsou vaše úvahy:

1. Hustota energie: Chcete, aby vaše elektrické kolo mělo delší dojezd.
2. Životní cyklus: Nechcete baterii často vyměňovat; chcete baterii s dlouhou životností.
3. Rychlost nabíjení a vybíjení: Chcete, aby se baterie rychle nabíjela a zkrátila se doba čekání.
4. Míra samovybíjení: Elektrokolo plánujete používat příležitostně a chcete, aby se baterie dlouhodobě nabíjela.
5. Bezpečnost: Velmi vám záleží na bezpečnosti a chcete, aby se baterie nepřehřála nebo nevybuchla.
6. Náklady: Máte omezený rozpočet a chcete baterii s dobrým poměrem ceny a výkonu.
7. Flexibilita designu: Chcete, aby baterie byla kompaktní a nezabírala příliš mnoho místa.

Nyní zkombinujme tyto úvahy s váhami v hodnotící tabulce:

Faktor	Lithium-iontová baterie (0-10 bodů)	Lithiumpolymerová baterie (0-10 bodů)	Hmotnostní skóre (0-10 bodů)
Hustota energie	7	10	9
Životní cyklus	6	9	8
Rychlost nabíjení a vybíjení	8	10	9
Míra samovybíjení	7	9	8
Bezpečnost	9	10	9
Náklady	8	6	7
Flexibilita designu	9	7	8
Celkové skóre	54	61

Z výše uvedené tabulky vyplývá, že lithium-polymerová baterie má celkové skóre 61 bodů, zatímco lithium-iontová baterie má celkové skóre 54 bodů.

Podle vašich potřeb:

• Pokud upřednostňujete energetickou hustotu, rychlost nabíjení a vybíjení a bezpečnost a můžete akceptovat mírně vyšší cenu, pak volba Lithium-polymerová baterie může být pro vás vhodnější.
• Pokud vám záleží spíše na ceně a flexibilitě konstrukce a jste schopni akceptovat nižší životnost cyklu a o něco nižší rychlost nabíjení a vybíjení, pak si vyberte Lithium-iontová baterie by mohlo být vhodnější.

Můžete se tak rozhodnout na základě svých potřeb a výše uvedeného hodnocení.

Firemní zákazníci: Jak rychle vyhodnotit, kterou baterii pořídit

V souvislosti s aplikacemi baterií pro ukládání energie v domácnostech budou distributoři věnovat větší pozornost životnosti, stabilitě, bezpečnosti a nákladové efektivitě baterií. Zde je hodnotící tabulka zohledňující tyto faktory:

Případ: Výběr dodavatele baterií pro prodej baterií pro domácí úložiště energie

Při instalaci domácích baterií pro ukládání energie pro velký počet uživatelů musí distributoři zvážit následující klíčové faktory:

1. Nákladová efektivita: Distributoři musí poskytovat řešení baterií s vysokou efektivitou nákladů.
2. Životní cyklus: Uživatelé chtějí baterie s dlouhou životností a vysokým počtem nabíjecích a vybíjecích cyklů.
3. Bezpečnost: Bezpečnost je důležitá zejména v domácím prostředí a baterie by měly mít vynikající bezpečnostní vlastnosti.
4. Stabilita dodávek: Dodavatelé by měli být schopni zajistit stabilní a nepřetržité dodávky baterií.
5. Technická podpora a servis: Nabídněte profesionální technickou podporu a poprodejní servis, abyste vyhověli potřebám uživatelů.
6. Pověst značky: Pověst značky dodavatele a jeho výkonnost na trhu.
7. Pohodlí při instalaci: Velikost, hmotnost a způsob instalace baterie jsou důležité pro uživatele i distributory.

Zohlednění výše uvedených faktorů a přiřazení vah:

Faktor	Lithium-iontová baterie (0-10 bodů)	Lithiumpolymerová baterie (0-10 bodů)	Hmotnostní skóre (0-10 bodů)
Nákladová efektivita	7	6	9
Životní cyklus	8	9	9
Bezpečnost	7	8	9
Stabilita dodávek	6	8	8
Technická podpora a servis	7	8	8
Pověst značky	8	7	8
Pohodlí při instalaci	7	6	7
Celkové skóre	50	52

Z výše uvedené tabulky vyplývá, že lithium-polymerová baterie má celkové skóre 52 bodů, zatímco lithium-iontová baterie má celkové skóre 50 bodů.

Z hlediska výběru dodavatele pro velký počet uživatelů domácích baterií pro ukládání energie je proto důležitý Lithium-polymerová baterie může být lepší volbou. Navzdory mírně vyšší ceně by vzhledem k životnosti, bezpečnosti, stabilitě dodávek a technické podpoře mohl uživatelům nabídnout spolehlivější a účinnější řešení pro skladování energie.

Co je to lithium-iontová baterie?

Přehled lithium-iontových baterií

Lithium-iontová baterie je dobíjecí baterie, která ukládá a uvolňuje energii pohybem iontů lithia mezi kladnou a zápornou elektrodou. Stala se primárním zdrojem energie pro mnoho mobilních zařízení (např. chytré telefony, notebooky) a elektrických vozidel (např. elektromobily, elektrokola).

Struktura lithium-iontové baterie

1. Materiál kladné elektrody:
   • Kladná elektroda lithium-iontové baterie obvykle používá soli lithia (např. oxid kobaltnatý lithný, oxid manganičito-niklnatý lithný atd.) a materiály na bázi uhlíku (např. přírodní nebo syntetický grafit, titaničitan lithný atd.).
   • Volba materiálu kladné elektrody má významný vliv na energetickou hustotu baterie, její životnost a náklady.
2. Záporná elektroda (katoda):
   • Záporná elektroda lithium-iontové baterie obvykle využívá materiály na bázi uhlíku, jako je přírodní nebo syntetický grafit.
   • Některé vysoce výkonné lithium-iontové baterie používají jako zápornou elektrodu také materiály jako křemík nebo kovové lithium, které zvyšují energetickou hustotu baterie.
3. Elektrolyty:
   • Lithium-iontové baterie používají kapalný elektrolyt, obvykle soli lithia rozpuštěné v organických rozpouštědlech, jako je hexafluorofosfát lithia (LiPF6).
   • Elektrolyt slouží jako vodič a usnadňuje pohyb lithiových iontů, což určuje výkon a bezpečnost baterie.
4. Oddělovač:
   • Separátor v lithium-iontové baterii je vyroben především z mikroporézních polymerních nebo keramických materiálů, které mají zabránit přímému kontaktu mezi kladnou a zápornou elektrodou a zároveň umožnit průchod iontů lithia.
   • Volba separátoru významně ovlivňuje bezpečnost, životnost a výkonnost baterie.
5. Kryt a těsnění:
   • Kryt lithium-iontové baterie je obvykle vyroben z kovových materiálů (např. hliníku nebo kobaltu) nebo speciálních plastů, které zajišťují strukturální podporu a ochranu vnitřních součástí.
   • Těsnicí konstrukce baterie zajišťuje, že elektrolyt nevytéká, a zabraňuje vniknutí vnějších látek, čímž zachovává výkonnost a bezpečnost baterie.

Celkově lze říci, že lithium-iontové baterie dosahují dobré energetické hustoty, životnosti a výkonu díky své složité struktuře a pečlivě vybraným kombinacím materiálů. Díky těmto vlastnostem jsou lithium-iontové baterie hlavní volbou pro moderní přenosná elektronická zařízení, elektrická vozidla a systémy pro skladování energie. Ve srovnání s lithium-polymerovými bateriemi mají lithium-iontové baterie určité výhody v hustotě energie a hospodárnosti, ale také se potýkají s problémy v oblasti bezpečnosti a stability.

Princip lithium-iontové baterie

• Během nabíjení se ionty lithia uvolňují z kladné elektrody (anody) a přesouvají se elektrolytem k záporné elektrodě (katodě), čímž vzniká elektrický proud vně baterie, který napájí zařízení.
• Při vybíjení se tento proces obrátí a ionty lithia se přesunou od záporné elektrody (katody) zpět ke kladné elektrodě (anodě), čímž se uvolní uložená energie.

Výhody lithium-iontové baterie

1. Vysoká hustota energie

• Přenosnost a nízká hmotnost: Energetická hustota lithium-iontových baterií se obvykle pohybuje v rozmezí od 150-250 Wh/kg, což umožňuje přenosným zařízením, jako jsou chytré telefony, tablety a notebooky, uchovávat velké množství energie v relativně lehkém objemu.
• Dlouhodobé používání: Vysoká energetická hustota umožňuje zařízením pracovat delší dobu v omezeném prostoru, což vyhovuje potřebám uživatelů při delším venkovním nebo dlouhodobém používání a zajišťuje delší životnost baterie.

2. Dlouhá životnost a stabilita

• Ekonomické přínosy: Typická životnost lithium-iontových baterií se pohybuje od 500-1000 cyklů nabíjení a vybíjení, což znamená méně výměn baterií, a tím snížení celkových nákladů na vlastnictví.
• Stabilní výkon: Stabilita baterie znamená stálý výkon a spolehlivost po celou dobu její životnosti, což snižuje riziko snížení výkonu nebo selhání v důsledku stárnutí baterie.

3. Možnost rychlého nabíjení a vybíjení

• Pohodlí a efektivita: Lithium-iontové baterie podporují rychlé nabíjení a vybíjení, přičemž typická rychlost nabíjení dosahuje 1-2C, čímž splňuje požadavky moderních uživatelů na rychlé nabíjení, zkracuje čekací doby a zlepšuje efektivitu každodenního života a práce.
• Přizpůsobení modernímu životu: Funkce rychlého nabíjení odpovídá potřebám rychlého a pohodlného nabíjení v moderním životě, zejména při cestování, práci nebo jiných příležitostech vyžadujících rychlé doplnění baterie.

4. Žádný paměťový efekt

• Pohodlné nabíjecí návyky: Bez znatelného "paměťového efektu" mohou uživatelé nabíjet kdykoli bez nutnosti pravidelného úplného vybíjení pro udržení optimálního výkonu, což snižuje složitost správy baterií.
• Udržování vysoké účinnosti: Díky absenci paměťového efektu mohou lithium-iontové baterie nepřetržitě poskytovat účinný a stálý výkon bez složitého řízení nabíjení a vybíjení, což snižuje zátěž uživatelů v oblasti údržby a správy.

5. Nízká míra samovybíjení

• Dlouhodobé skladování: Rychlost samovybíjení lithium-iontových baterií je obvykle 2-3% měsíčně, což znamená minimální ztrátu nabití baterie po delší dobu nepoužívání a udržení vysoké úrovně nabití pro pohotovostní nebo nouzové použití.
• Úspora energie: Nízká míra samovybíjení snižuje ztráty energie v nepoužívaných bateriích, čímž šetří energii a snižuje dopad na životní prostředí.

Nevýhody lithium-iontové baterie

1. Otázky bezpečnosti

Lithium-iontové baterie představují bezpečnostní rizika, jako je přehřátí, vznícení nebo výbuch. Tyto bezpečnostní problémy mohou zvýšit rizika pro uživatele během používání baterií a potenciálně způsobit škody na zdraví a majetku, což vyžaduje zvýšené řízení a monitorování bezpečnosti.

2. Náklady

Výrobní náklady lithium-iontových baterií se obvykle pohybují od $100-200 za kilowatthodinu (kWh). V porovnání s jinými typy baterií se jedná o poměrně vysokou cenu, a to především kvůli vysoce čistým materiálům a složitým výrobním procesům.

3. Omezená životnost

Průměrná životnost lithium-iontových baterií se obvykle pohybuje od 300-500 cyklů nabíjení a vybíjení. V podmínkách častého a intenzivního používání může dojít k rychlejšímu snížení kapacity a výkonu baterie.

4. Teplotní citlivost

Optimální provozní teplota lithium-iontových baterií se obvykle pohybuje v rozmezí. 0-45 stupňů Celsia. Při příliš vysokých nebo nízkých teplotách může dojít k narušení výkonu a bezpečnosti baterie.

5. Doba nabíjení

Ačkoli lithium-iontové baterie mají schopnost rychlého nabíjení, v některých aplikacích, jako jsou elektromobily, je třeba technologii rychlého nabíjení ještě dále rozvíjet. V současné době mohou některé technologie rychlého nabíjení nabít baterii až na hodnotu 80% do 30 minut, ale dosažení náboje 100% obvykle vyžaduje více času.

Odvětví a scénáře vhodné pro lithium-iontové baterie

Díky svým vynikajícím výkonnostním vlastnostem, zejména vysoké hustotě energie, nízké hmotnosti a absenci "paměťového efektu", jsou lithium-iontové baterie vhodné pro různá odvětví a scénáře použití. Zde jsou uvedena odvětví, scénáře a výrobky, pro které jsou lithium-iontové baterie vhodnější:

Scénáře použití lithium-iontových baterií

1. Přenosné elektronické výrobky s lithium-iontovými bateriemi:
   • Chytré telefony a tablety: Lithium-iontové baterie se díky své vysoké hustotě energie a nízké hmotnosti staly hlavním zdrojem energie pro moderní chytré telefony a tablety.
   • Přenosná audio a video zařízení: Jako jsou sluchátka Bluetooth, přenosné reproduktory a fotoaparáty.
2. Elektrická dopravní vozidla s lithium-iontovými bateriemi:
   • Elektromobily (EV) a hybridní elektromobily (HEV): Díky vysoké hustotě energie a dlouhé životnosti se lithium-iontové baterie staly preferovanou technologií baterií pro elektrická a hybridní vozidla.
   • Elektrická kola a elektrické koloběžky: Stále oblíbenější jsou pro cestování na krátké vzdálenosti a městskou dopravu.

3. Přenosné napájecí zdroje a systémy skladování energie s lithium-iontovými bateriemi:
   • Přenosné nabíječky a mobilní zdroje napájení: Dodatečné napájení chytrých zařízení.
   • Systémy skladování energie pro obytné a komerční budovy: Například domácí systémy skladování solární energie a projekty skladování energie v síti.
4. Zdravotnické prostředky s lithium-iontovými bateriemi:
   • Přenosné zdravotnické prostředky: Přenosné zdravotnické prostředky: např. přenosné ventilátory, tlakoměry a teploměry.
   • Zdravotnické mobilní přístroje a monitorovací systémy: Například bezdrátové elektrokardiogramy (EKG) a systémy pro vzdálené monitorování zdravotního stavu.
5. Lithium-iontové baterie pro letectví a kosmonautiku:
   • Bezpilotní letadla a letouny: Díky nízké hmotnosti a vysoké hustotě energie lithium-iontových baterií jsou ideálním zdrojem energie pro bezpilotní letouny a další lehká letadla.
   • Satelity a kosmické sondy: Lithium-iontové baterie se postupně prosazují v kosmických aplikacích.

Známé výrobky využívající lithium-iontové baterie

• Baterie pro elektromobily Tesla: lithium-iontové baterie společnosti Tesla využívají technologii lithium-iontových baterií s vysokou hustotou energie, která zajišťuje dlouhý dojezd elektromobilů.
• Baterie pro Apple iPhone a iPad: Apple používá jako hlavní zdroj energie pro své iPhony a iPady vysoce kvalitní lithium-iontové baterie.
• Baterie pro akumulátorové vysavače Dyson: Bezdrátové vysavače Dyson používají účinné lithium-iontové baterie, které uživatelům poskytují delší dobu používání a rychlejší nabíjení.

Co je to lithiumpolymerová baterie?

Přehled lithiumpolymerových baterií

Lithium-polymerová baterie (LiPo), známá také jako pevnolátková lithiová baterie, je pokročilá technologie lithium-iontové baterie, která jako elektrolyt používá pevnolátkový polymer namísto tradičních kapalných elektrolytů. Hlavní výhody této technologie baterií spočívají ve zvýšené bezpečnosti, hustotě energie a stabilitě.

Princip lithiumpolymerové baterie

• Proces nabíjení: Při zahájení nabíjení je k baterii připojen externí zdroj energie. Kladná elektroda (anoda) přijímá elektrony a současně se od kladné elektrody oddělují ionty lithia, migrují elektrolytem k záporné elektrodě (katodě) a usazují se. Záporná elektroda mezitím také přijímá elektrony, čímž se zvyšuje celkový náboj baterie a ukládá se více elektrické energie.
• Proces vybíjení: Při používání baterie proudí elektrony ze záporné elektrody (katody) přes zařízení a vracejí se zpět ke kladné elektrodě (anodě). V této době se začnou usazené ionty lithia v záporné elektrodě oddělovat a vracet se do kladné elektrody. Při migraci iontů lithia se náboj baterie snižuje a uložená elektrická energie se uvolňuje pro použití v zařízení.

Struktura lithiumpolymerové baterie

Základní struktura lithium-polymerové baterie je podobná lithium-iontové baterii, ale používá jiné elektrolyty a některé materiály. Zde jsou uvedeny hlavní součásti lithiumpolymerové baterie:

1. Kladná elektroda (anoda):
   • Aktivní materiál: Materiálem kladné elektrody jsou obvykle lithium-iontové materiály, jako je oxid kobaltnatý, fosforečnan lithný atd.
   • Současný sběrač: Pro vedení elektřiny je anoda obvykle potažena vodivým sběračem proudu, například měděnou fólií.
2. Záporná elektroda (katoda):
   • Aktivní materiál: Aktivní materiál záporné elektrody je rovněž vložen, běžně se používají materiály na bázi grafitu nebo křemíku.
   • Současný sběrač: Podobně jako anoda vyžaduje i katoda dobrý vodivý sběrač proudu, například měděnou nebo hliníkovou fólii.
3. Elektrolyty:
   • Lithium-polymerové baterie používají jako elektrolyty pevné nebo gelové polymery, což je jeden z hlavních rozdílů oproti tradičním lithium-iontovým bateriím. Tato forma elektrolytu zajišťuje vyšší bezpečnost a stabilitu.
4. Oddělovač:
   • Úkolem separátoru je zabránit přímému kontaktu mezi kladnou a zápornou elektrodou a zároveň umožnit průchod iontů lithia. To pomáhá zabránit zkratu baterie a udržuje její stabilitu.
5. Kryt a těsnění:
   • Vnější část baterie je obvykle vyrobena z kovového nebo plastového pláště, který poskytuje ochranu a konstrukční podporu.
   • Těsnicí materiál zajišťuje, že elektrolyt nevytéká a udržuje stabilitu vnitřního prostředí baterie.

Díky použití polymerních elektrolytů v pevném stavu nebo gelových polymerních elektrolytů mají lithium-polymerní baterie tyto vlastnosti. vysoká hustota energie, bezpečnost a stabilita, což z nich činí atraktivnější volbu pro určité aplikace ve srovnání s tradičními lithium-iontovými bateriemi s kapalným elektrolytem.

Výhody lithium-polymerové baterie

Ve srovnání s tradičními lithium-iontovými bateriemi s kapalným elektrolytem mají lithium-polymerové baterie tyto jedinečné výhody:

1. Elektrolyt v pevném stavu

• Zvýšená bezpečnost: Díky použití pevného elektrolytu lithiumpolymerové baterie výrazně snižují riziko přehřátí, vznícení nebo výbuchu. Tím se nejen zvyšuje bezpečnost baterie, ale také se snižuje potenciální nebezpečí způsobené únikem nebo vnitřním zkratem.

2. Vysoká hustota energie

• Optimalizovaný design zařízení: Energetická hustota lithium-polymerových baterií obvykle dosahuje 300-400 Wh/kg, výrazně vyšší než 150-250 Wh/kg tradičních lithium-iontových baterií s kapalným elektrolytem. To znamená, že při stejném objemu nebo hmotnosti mohou lithiumpolymerové baterie uchovávat více elektrické energie, což umožňuje navrhovat tenčí a lehčí zařízení.

3. Stabilita a trvanlivost

• Dlouhá životnost a nenáročná údržba: Díky použití pevných elektrolytů mají lithiumpolymerové baterie obvykle životnost 1500-2000 cyklů nabíjení a vybíjení, což značně přesahuje 500-1000 cyklů nabíjení a vybíjení tradičních lithium-iontových baterií s kapalným elektrolytem. To znamená, že uživatelé mohou zařízení používat delší dobu, což snižuje četnost výměny baterií a související náklady na údržbu.

4. Možnost rychlého nabíjení a vybíjení

• Vylepšené uživatelské pohodlí: Lithium-polymerové baterie podporují vysokorychlostní nabíjení s rychlostí nabíjení až 2-3C. To umožňuje uživatelům rychle získat energii, zkrátit čekací dobu a zvýšit efektivitu používání zařízení.

5. Výkon při vysokých teplotách

• Širší scénáře použití: Vysokoteplotní stabilita pevnolátkových elektrolytů umožňuje lithiumpolymerovým bateriím fungovat v širším rozsahu provozních teplot. To poskytuje větší flexibilitu a spolehlivost pro aplikace, které vyžadují provoz v prostředí s vysokými teplotami, jako jsou elektromobily nebo venkovní zařízení.

Celkově lithiumpolymerové baterie poskytují uživatelům vyšší bezpečnost, vyšší hustotu energie, delší životnost a širší škálu aplikací, čímž dále splňují potřeby moderních elektronických zařízení a systémů skladování energie.

Nevýhody lithium-polymerové baterie

1. Vysoké výrobní náklady:
   • Výrobní náklady lithiumpolymerových baterií se obvykle pohybují v rozmezí od $200-300 za kilowatthodinu (kWh), což je ve srovnání s jinými typy lithium-iontových baterií poměrně vysoká cena.
2. Problémy s tepelným managementem:
   • Při přehřátí může být rychlost uvolňování tepla z lithium-polymerových baterií až tak vysoká. 10 °C/min, což vyžaduje účinný tepelný management pro kontrolu teploty baterie.
3. Bezpečnostní otázky:
   • Podle statistik je míra bezpečnostních nehod lithium-polymerových baterií přibližně 0.001%, která je sice nižší než u některých jiných typů baterií, ale přesto vyžaduje přísná bezpečnostní opatření a řízení.
4. Omezení životnosti cyklu:
   • Průměrná životnost lithium-polymerových baterií se obvykle pohybuje v rozmezí. 800-1200 cyklů nabíjení a vybíjení, který je ovlivněn podmínkami používání, způsobem nabíjení a teplotou.
5. Mechanická stabilita:
   • Tloušťka vrstvy elektrolytu se obvykle pohybuje v rozmezí od 20-50 mikronů, takže baterie je citlivější na mechanické poškození a nárazy.
6. Omezení rychlosti nabíjení:
   • Typická rychlost nabíjení lithium-polymerových baterií se obvykle pohybuje v rozmezí. 0.5-1C, což znamená, že doba nabíjení může být omezená, zejména při vysokém proudu nebo rychlém nabíjení.

Odvětví a scénáře vhodné pro lithium-polymerové baterie

Scénáře použití lithiumpolymerových baterií

• Přenosné zdravotnické prostředky: Díky vysoké hustotě energie, stabilitě a dlouhé životnosti se lithium-polymerové baterie používají častěji než lithium-iontové baterie v přenosných lékařských přístrojích, jako jsou přenosné ventilátory, tlakoměry a teploměry. Tato zařízení obvykle vyžadují stabilní napájení po delší dobu a lithiumpolymerové baterie mohou tyto specifické potřeby splnit.
• Vysoce výkonné přenosné napájecí zdroje a systémy pro ukládání energie: Díky vysoké hustotě energie, rychlému nabíjení a vybíjení a stabilitě mají lithium-polymerové baterie významnější výhody ve vysoce výkonných přenosných zdrojích napájení a velkých systémech skladování energie, jako jsou například systémy skladování solární energie pro obytné a komerční účely.
• Letecké a kosmické aplikace: Díky své nízké hmotnosti, vysoké hustotě energie a teplotní stabilitě mají lithium-polymerové baterie širší možnosti použití než lithium-iontové baterie v letectví a kosmonautice, například v bezpilotních prostředcích (UAV), lehkých letadlech, družicích a kosmických sondách.
• Aplikace ve zvláštních prostředích a podmínkách: Díky polymernímu elektrolytu lithium-polymerových baterií v pevném stavu, který zajišťuje vyšší bezpečnost a stabilitu než lithium-iontové baterie s kapalným elektrolytem, jsou vhodnější pro použití ve speciálních prostředích a podmínkách, jako jsou vysoké teploty, vysoký tlak nebo vysoké bezpečnostní požadavky.

Lze shrnout, že lithiumpolymerové baterie mají jedinečné výhody a aplikační hodnotu v určitých specifických oblastech použití, zejména v aplikacích, které vyžadují vysokou hustotu energie, dlouhou životnost, rychlé nabíjení a vybíjení a vysokou bezpečnost.

Známé výrobky využívající lithium-polymerové baterie

1. Chytré telefony řady OnePlus Nord
   • Chytré telefony řady OnePlus Nord používají lithiumpolymerové baterie, které umožňují delší výdrž baterie při zachování tenkého designu.
2. Drony Skydio 2
   • Dron Skydio 2 využívá lithium-polymerové baterie s vysokou hustotou energie, které mu poskytují více než 20 minut letu při zachování lehké konstrukce.
3. Oura Ring Health Tracker
   • Oura Ring je chytrý prsten, který využívá lithium-polymerové baterie, které zajišťují několikadenní výdrž a zároveň tenký a pohodlný design zařízení.
4. PowerVision PowerEgg X
   • PowerEgg X od společnosti PowerVision je multifunkční dron, který využívá lithiumpolymerové baterie a je schopen dosáhnout až 30 minut letu, přičemž je schopen létat na zemi i ve vodě.

Tyto známé výrobky plně demonstrují široké využití a jedinečné výhody lithiumpolymerových baterií v přenosných elektronických produktech, dronech a zařízeních pro sledování zdravotního stavu.

Závěr

Při porovnání lithium-iontových a lithium-polymerových baterií se ukazuje, že lithium-polymerové baterie mají vyšší hustotu energie, delší životnost a vyšší bezpečnost, takže jsou ideální pro aplikace vyžadující vysoký výkon a dlouhou životnost. Pro individuální spotřebitele, kteří upřednostňují rychlé nabíjení, bezpečnost a jsou ochotni akceptovat mírně vyšší cenu, jsou lithium-polymerové baterie preferovanou volbou. V případě podnikových zakázek na skladování energie v domácnostech se lithium-polymerové baterie jeví jako slibná volba díky své vyšší životnosti cyklu, bezpečnosti a technické podpoře. Volba mezi těmito typy baterií nakonec závisí na konkrétních potřebách, prioritách a zamýšlených aplikacích.