Літій-іонні та літій-полімерні акумулятори - що краще?

Вступ

Літій-іонні та літій-полімерні акумулятори - що краще? У світі технологій та портативних джерел енергії, що швидко розвивається, літій-іонні (Li-ion) та літій-полімерні (LiPo) акумулятори виділяються як два провідних конкуренти. Обидві технології мають явні переваги та унікальні сфери застосування, що відрізняють їх за щільністю енергії, тривалістю циклу, швидкістю заряджання та безпекою. Оскільки як споживачі, так і бізнес орієнтуються у своїх енергетичних потребах, розуміння відмінностей і переваг цих типів акумуляторів набуває вирішального значення. У цій статті ми заглиблюємося в тонкощі обох технологій акумуляторів, пропонуючи інформацію, яка допоможе приватним особам і компаніям приймати обґрунтовані рішення відповідно до їхніх конкретних потреб.

Які відмінності між літій-іонними та літій-полімерними акумуляторами?

Літій-іонні та літій-полімерні акумулятори Переваги та недоліки Порівняльна таблиця

Літій-іонні (Li-ion) та літій-полімерні (LiPo) акумулятори - це дві основні технології акумуляторів, кожна з яких має відмінні характеристики, що безпосередньо впливають на зручність користування та цінність у практичному застосуванні.

По-перше, літій-полімерні акумулятори відрізняються високою щільністю енергії завдяки твердому електроліту, яка зазвичай досягає 300-400 Вт-год/кг, що значно перевищує 150-250 Вт-год/кг літій-іонних акумуляторів. Це означає, що ви можете використовувати легші і тонші пристрої або зберігати більше енергії в пристроях того ж розміру. Для користувачів, які часто перебувають у русі або потребують тривалого використання, це означає довший час автономної роботи і більше портативних пристроїв.

По-друге, літій-полімерні акумулятори мають довший термін служби, який зазвичай становить 1500-2000 циклів заряджання-розряджання, порівняно з 500-1000 циклів для літій-іонних акумуляторів. Це не тільки подовжує термін служби пристроїв, але й зменшує частоту заміни батарей, тим самим знижуючи витрати на обслуговування та заміну.

Можливість швидкого заряджання та розряджання - ще одна помітна перевага. Літій-полімерні акумулятори підтримують швидкість заряджання до 2-3°C, що дозволяє отримати достатню кількість енергії за короткий час, значно скорочуючи час очікування і підвищуючи доступність пристрою та зручність для користувача.

Крім того, літій-полімерні батареї мають відносно низький рівень саморозряду, зазвичай менше 1% на місяць. Це означає, що ви можете зберігати резервні батареї або пристрої довше без частого заряджання, що полегшує їх використання в надзвичайних ситуаціях або для резервного живлення.

З точки зору безпеки, використання твердотільних електролітів у літій-полімерних батареях також сприяє підвищенню безпеки і зниженню ризиків.

Однак вартість і гнучкість літій-полімерних акумуляторів можуть бути факторами, на які варто звернути увагу деяким користувачам. Завдяки своїм технологічним перевагам літій-полімерні акумулятори, як правило, дорожчі і пропонують меншу свободу дизайну порівняно з літій-іонними акумуляторами.

Отже, літій-полімерні акумулятори пропонують користувачам більш портативне, стабільне, ефективне та екологічно чисте енергетичне рішення завдяки високій щільності енергії, тривалому терміну служби, швидкому заряджанню та розряджанню, а також низькому рівню саморозряду. Вони особливо підходять для застосувань, що вимагають тривалого часу автономної роботи, високої продуктивності та безпеки.

Коротка порівняльна таблиця літій-іонних та літій-полімерних акумуляторів

Параметр порівняння	Літій-іонні акумулятори	Літій-полімерні акумулятори
Тип електроліту	Рідина	Твердий
Щільність енергії (Вт/кг)	150-250	300-400
Термін служби (цикли заряджання-розряджання)	500-1000	1500-2000
Тарифна ставка (C)	1-2C	2-3C
Швидкість саморозряду (%)	2-3% на місяць	Менше 1% на місяць
Вплив на навколишнє середовище	Помірний	Низький
Стабільність і надійність	Високий	Дуже високий
Ефективність заряду/розряду (%)	90-95%	Вище 95%
Вага (кг/кВт-год)	2-3	1-2
Сприйняття та адаптація на ринку	Високий	Зростання
Гнучкість і свобода дизайну	Помірний	Високий
Безпека	Помірний	Високий
Вартість	Помірний	Високий
Діапазон температур	0-45°C	-20-60°C
Цикли перезарядки	500-1000 циклів	500-1000 циклів
Екологічна стійкість	Помірний	Високий

(Поради: Фактичні параметри продуктивності можуть відрізнятися залежно від виробника, продукту та умов використання. Тому, приймаючи рішення, рекомендується звертатися до конкретних технічних специфікацій та незалежних звітів про випробування, наданих виробниками).

Як швидко визначити, який акумулятор підходить саме вам

Індивідуальні клієнти: як швидко оцінити, яку батарею купити

Кейс: купівля акумулятора для електровелосипеда
Уявіть, що ви вирішили купити електричний велосипед, і у вас є два варіанти акумуляторів: Літій-іонна батарея та літій-полімерна батарея. Ось ваші міркування:

1. Щільність енергії: Ви хочете, щоб ваш електровелосипед мав більший запас ходу.
2. Життя циклу: Вам не потрібна часта заміна акумулятора; вам потрібен акумулятор з тривалим терміном служби.
3. Швидкість заряду та розряду: Ви хочете, щоб акумулятор заряджався швидко, скорочуючи час очікування.
4. Швидкість саморозряду: Ви плануєте користуватися електровелосипедом час від часу і хочете, щоб батарея зберігала заряд протягом тривалого часу.
5. Безпека: Ви дбаєте про безпеку і хочете, щоб акумулятор не перегрівався і не вибухав.
6. Вартість: Ви обмежені в коштах і хочете придбати акумулятор з хорошим співвідношенням ціни та якості.
7. Гнучкість дизайну: Ви хочете, щоб акумулятор був компактним і не займав багато місця.

Тепер давайте поєднаємо ці міркування з ваговими коефіцієнтами в оціночній таблиці:

Фактор	Літій-іонний акумулятор (0-10 балів)	Літій-полімерна батарея (0-10 балів)	Оцінка ваги (0-10 балів)
Щільність енергії	7	10	9
Життя циклу	6	9	8
Швидкість заряду та розряду	8	10	9
Швидкість саморозряду	7	9	8
Безпека	9	10	9
Вартість	8	6	7
Гнучкість дизайну	9	7	8
Загальний бал	54	61

З таблиці вище ми бачимо, що літій-полімерний акумулятор має загальну оцінку 61 бал, тоді як літій-іонний акумулятор має загальну оцінку 54 бали.

Залежно від ваших потреб:

• Якщо для вас пріоритетними є щільність енергії, швидкість заряду і розряду, безпека, і ви можете змиритися з дещо вищою ціною, то обирайте Літій-полімерна батарея може бути більш підходящим для вас.
• Якщо вас більше турбує вартість і гнучкість конструкції, і ви можете змиритися з меншим терміном служби і трохи меншою швидкістю заряду і розряду, то Літій-іонний акумулятор може бути більш доречним.

Таким чином, ви зможете зробити більш обґрунтований вибір, виходячи з ваших потреб і наведеної вище оцінки.

Бізнес-клієнти: як швидко оцінити, яку батарею придбати

У контексті застосування домашніх акумуляторів для зберігання енергії дистриб'ютори приділятимуть більше уваги довговічності, стабільності, безпеці та економічній ефективності акумуляторів. Ось оціночна таблиця, що враховує ці фактори:

Кейс: Вибір постачальника акумуляторів для продажу домашніх накопичувачів енергії

Встановлюючи домашні акумулятори для зберігання енергії для великої кількості користувачів, дистриб'ютори повинні враховувати наступні ключові фактори:

1. Економічна ефективність: Дистриб'ютори повинні запропонувати рішення для акумуляторів з високою економічною ефективністю.
2. Життя циклу: Користувачам потрібні акумулятори з тривалим терміном служби і великою кількістю циклів заряду і розряду.
3. Безпека: Безпека особливо важлива в домашніх умовах, і батареї повинні мати відмінні показники безпеки.
4. Стабільність постачання: Постачальники повинні мати можливість забезпечити стабільне та безперервне постачання акумуляторів.
5. Технічна підтримка та сервіс: Пропонуйте професійну технічну підтримку та післяпродажне обслуговування для задоволення потреб користувачів.
6. Репутація бренду: Репутація бренду постачальника та його ринкові показники.
7. Зручність монтажу: Розмір акумулятора, вага та спосіб встановлення важливі як для користувачів, так і для дистриб'юторів.

Враховуючи вищезазначені фактори та присвоюючи ваги:

Фактор	Літій-іонний акумулятор (0-10 балів)	Літій-полімерна батарея (0-10 балів)	Оцінка ваги (0-10 балів)
Економічна ефективність	7	6	9
Життя циклу	8	9	9
Безпека	7	8	9
Стабільність постачання	6	8	8
Технічна підтримка та сервіс	7	8	8
Репутація бренду	8	7	8
Зручність монтажу	7	6	7
Загальний бал	50	52

З таблиці вище ми бачимо, що літій-полімерний акумулятор має загальну оцінку 52 бали, тоді як літій-іонний акумулятор має загальну оцінку 50 балів.

Тому з точки зору вибору постачальника для великої кількості користувачів домашніх акумуляторних батарей для зберігання енергії Літій-полімерна батарея може бути кращим вибором. Незважаючи на дещо вищу вартість, враховуючи термін служби, безпеку, стабільність постачання та технічну підтримку, він може запропонувати користувачам більш надійне та ефективне рішення для зберігання енергії.

Що таке літій-іонний акумулятор?

Огляд літій-іонного акумулятора

Літій-іонна батарея - це акумуляторна батарея, яка накопичує і віддає енергію шляхом переміщення іонів літію між позитивним і негативним електродами. Вона стала основним джерелом живлення для багатьох мобільних пристроїв (наприклад, смартфонів, ноутбуків) та електромобілів (наприклад, електрокарів, електровелосипедів).

Структура літій-іонного акумулятора

1. Матеріал позитивного електрода:
   • Позитивний електрод літій-іонного акумулятора зазвичай використовує солі літію (наприклад, літій-кобальт-оксид, літій-нікель-марганець-кобальт-оксид тощо) і матеріали на основі вуглецю (наприклад, природний або синтетичний графіт, титанат літію тощо).
   • Вибір матеріалу позитивного електрода має значний вплив на щільність енергії, термін служби і вартість акумулятора.
2. Негативний електрод (катод):
   • Негативний електрод літій-іонного акумулятора зазвичай використовує матеріали на основі вуглецю, такі як природний або синтетичний графіт.
   • Деякі високоефективні літій-іонні акумулятори також використовують такі матеріали, як кремній або металевий літій, як негативний електрод, щоб збільшити щільність енергії акумулятора.
3. Електроліт:
   • Літій-іонні батареї використовують рідкий електроліт, зазвичай солі літію, розчинені в органічних розчинниках, таких як гексафторфосфат літію (LiPF6).
   • Електроліт слугує провідником і полегшує рух іонів літію, визначаючи продуктивність і безпеку акумулятора.
4. Сепаратор:
   • Сепаратор в літій-іонному акумуляторі переважно виготовляється з мікропористих полімерних або керамічних матеріалів, призначених для запобігання прямому контакту між позитивним і негативним електродами, дозволяючи при цьому пропускати іони літію.
   • Вибір сепаратора суттєво впливає на безпеку, термін служби та продуктивність акумулятора.
5. Корпус і пломба:
   • Корпус літій-іонного акумулятора зазвичай виготовляється з металевих матеріалів (таких як алюміній або кобальт) або спеціальних пластмас для забезпечення структурної підтримки і захисту внутрішніх компонентів.
   • Ущільнювальна конструкція акумулятора гарантує, що електроліт не витікає і запобігає потраплянню зовнішніх речовин, підтримуючи продуктивність і безпеку акумулятора.

Загалом, літій-іонні акумулятори досягають високої щільності енергії, тривалості циклу та продуктивності завдяки своїй складній структурі та ретельно підібраним комбінаціям матеріалів. Ці особливості роблять літій-іонні батареї основним вибором для сучасних портативних електронних пристроїв, електромобілів та систем зберігання енергії. Порівняно з літій-полімерними акумуляторами, літій-іонні батареї мають певні переваги в щільності енергії та економічності, але також стикаються з проблемами безпеки та стабільності.

Принцип роботи літій-іонного акумулятора

• Під час заряджання іони літію вивільняються з позитивного електрода (анода) і рухаються крізь електроліт до негативного електрода (катода), генеруючи електричний струм за межами акумулятора для живлення пристрою.
• Під час розряджання цей процес відбувається навпаки: іони літію рухаються від негативного електрода (катода) назад до позитивного електрода (анода), вивільняючи накопичену енергію.

Переваги літій-іонного акумулятора

1. Висока щільність енергії

• Портативність і легкість: Щільність енергії літій-іонних акумуляторів зазвичай знаходиться в діапазоні 150-250 Вт/кгщо дозволяє портативним пристроям, таким як смартфони, планшети та ноутбуки, зберігати велику кількість енергії у відносно невеликому об'ємі.
• Тривале використання: Висока щільність енергії дозволяє пристроям працювати довше в обмеженому просторі, задовольняючи потреби користувачів у тривалому використанні на відкритому повітрі або тривалому використанні, забезпечуючи більш тривалий час роботи від акумулятора.

2. Тривалий термін служби та стабільність

• Економічні переваги: Типовий термін служби літій-іонних акумуляторів становить від 500-1000 циклів заряду-розрядущо означає меншу кількість замін батарей і, таким чином, знижує загальну вартість володіння.
• Стабільна робота: Стабільність роботи акумулятора означає стабільну продуктивність і надійність протягом усього терміну служби, що знижує ризик погіршення продуктивності або виходу з ладу через старіння акумулятора.

3. Можливість швидкого заряджання та розряджання

• Зручність та ефективність: Літій-іонні акумулятори підтримують швидку зарядку і розрядку, при цьому типова швидкість зарядки досягає 1-2Cзадовольняючи потреби сучасних користувачів у швидкій зарядці, скорочуючи час очікування та покращуючи повсякденне життя та ефективність роботи.
• Адаптований до сучасного життя: Функція швидкого заряджання відповідає потребам швидкого та зручного заряджання в сучасному житті, особливо під час подорожей, роботи або в інших випадках, коли потрібно швидко поповнити запас заряду акумулятора.

4. Без ефекту пам'яті

• Зручні звички заряджання: Без помітного "ефекту пам'яті" користувачі можуть заряджати в будь-який час без необхідності періодичних повних розрядів для підтримки оптимальної продуктивності, що знижує складність управління акумулятором.
• Підтримка високої ефективності: Відсутність ефекту пам'яті означає, що літій-іонні акумулятори можуть безперервно забезпечувати ефективну, стабільну роботу без складного керування процесом заряду-розряду, що зменшує навантаження на користувачів.

5. Низька швидкість саморозряду

• Довгострокове зберігання: Швидкість саморозряду літій-іонних акумуляторів зазвичай становить 2-3% на місяцьЦе означає мінімальну втрату заряду акумулятора протягом тривалих періодів невикористання, підтримуючи високий рівень заряду для використання в режимі очікування або в екстрених випадках.
• Енергозбереження: Низька швидкість саморозряду зменшує втрати енергії в невикористаних батареях, заощаджуючи енергію та зменшуючи вплив на навколишнє середовище.

Недоліки літій-іонної батареї

1. Питання безпеки

Літій-іонні акумулятори становлять ризики для безпеки, такі як перегрів, горіння або вибух. Ці проблеми з безпекою можуть підвищити ризики для користувачів під час використання акумуляторів, потенційно завдаючи шкоди здоров'ю та майну, а отже, вимагають посиленого управління та моніторингу безпеки.

2. Вартість

Собівартість виробництва літій-іонних акумуляторів зазвичай коливається в межах $100-200 за кіловат-годину (кВт-год). Порівняно з іншими типами акумуляторів, це відносно висока ціна, в основному через високочисті матеріали та складні виробничі процеси.

3. Обмежений термін служби

Середній термін служби літій-іонних акумуляторів зазвичай становить від 300-500 циклів заряду-розряду. За умов частого та інтенсивного використання ємність і продуктивність акумулятора можуть погіршитися швидше.

4. Температурна чутливість

Оптимальна робоча температура для літій-іонних акумуляторів зазвичай знаходиться в межах 0-45 градусів Цельсія. Надмірно високі або низькі температури можуть вплинути на продуктивність і безпеку акумулятора.

5. Час заряджання

Хоча літій-іонні акумулятори мають можливість швидкого заряджання, в деяких випадках, наприклад, в електромобілях, технологія швидкого заряджання все ще потребує подальшого розвитку. В даний час деякі технології швидкого заряджання можуть заряджати батарею до 80% протягом 30 хвилинале для досягнення заряду 100% зазвичай потрібно більше часу.

Галузі та сценарії, які підходять для літій-іонних акумуляторів

Завдяки своїм чудовим експлуатаційним характеристикам, особливо високій щільності енергії, малій вазі та відсутності "ефекту пам'яті", літій-іонні акумулятори підходять для різних галузей і сценаріїв застосування. Ось галузі, сценарії та продукти, для яких літій-іонні акумулятори є найбільш придатними:

Сценарії застосування літій-іонних акумуляторів

1. Портативні електронні вироби з літій-іонними акумуляторами:
   • Смартфони та планшети: Літій-іонні акумулятори, завдяки своїй високій щільності енергії та невеликій вазі, стали основним джерелом живлення для сучасних смартфонів і планшетів.
   • Портативні аудіо- та відеопристрої: Наприклад, навушники Bluetooth, портативні колонки та камери.
2. Електричні транспортні засоби з літій-іонними батареями:
   • Електромобілі (EV) та гібридні електромобілі (HEV): Завдяки високій щільності енергії та тривалому терміну служби літій-іонні акумулятори стали найкращою технологією для електричних та гібридних транспортних засобів.
   • Електровелосипеди та електросамокати: Стають дедалі популярнішими у подорожах на короткі відстані та міському транспорті.

3. Портативні джерела живлення та системи зберігання енергії з літій-іонними акумуляторами:
   • Портативні зарядні пристрої та мобільні блоки живлення: Забезпечення додаткового живлення для розумних пристроїв.
   • Житлові та комерційні системи зберігання енергії: Наприклад, домашні системи зберігання сонячної енергії та проекти мережевого зберігання.
4. Медичні прилади з літій-іонними акумуляторами:
   • Портативні медичні пристрої: Такі як портативні апарати штучної вентиляції легенів, тонометри та термометри.
   • Медичні мобільні пристрої та системи моніторингу: Наприклад, бездротові пристрої для зняття електрокардіограми (ЕКГ) та системи дистанційного моніторингу стану здоров'я.
5. Літій-іонні акумулятори для аерокосмічної та космічної галузі:
   • Безпілотні літальні апарати (БПЛА) та літаки: Завдяки легкій вазі та високій щільності енергії літій-іонні акумулятори є ідеальними джерелами живлення для дронів та інших легких літальних апаратів.
   • Супутники та космічні зонди: Літій-іонні акумулятори поступово застосовуються в аерокосмічній галузі.

Відомі продукти, що використовують літій-іонні акумулятори

• Акумулятори для електромобілів Tesla: Літій-іонні акумулятори Tesla використовують технологію літій-іонних акумуляторів з високою щільністю енергії, щоб забезпечити електромобілям велику дальність пробігу.
• Акумулятори Apple для iPhone та iPad: Apple використовує високоякісні літій-іонні акумулятори як основне джерело живлення для своїх iPhone та iPad.
• Акумулятори для бездротових пилососів Dyson: У бездротових пилососах Dyson використовуються ефективні літій-іонні акумулятори, що забезпечують користувачам довший час роботи та швидшу швидкість заряджання.

Що таке літій-полімерна батарея?

Огляд літій-полімерних акумуляторів

Літій-полімерні (LiPo) акумулятори, також відомі як твердотільні літієві батареї, - це передова технологія літій-іонних акумуляторів, яка використовує твердотільний полімер в якості електроліту замість традиційних рідких електролітів. Основні переваги цієї технології полягають у підвищеній безпеці, щільності енергії та стабільності.

Принцип роботи літій-полімерної батареї

• Процес заряджання: Коли починається зарядка, до акумулятора підключається зовнішнє джерело живлення. Позитивний електрод (анод) приймає електрони, і в той же час іони літію відриваються від позитивного електрода, мігрують через електроліт до негативного електрода (катода) і закріплюються. Тим часом негативний електрод також приймає електрони, збільшуючи загальний заряд акумулятора і зберігаючи більше електричної енергії.
• Процес вивантаження: Під час використання акумулятора електрони проходять від негативного електрода (катода) через пристрій і повертаються до позитивного електрода (анода). У цей час іони літію, що містяться в негативному електроді, починають від'єднуватися і повертатися до позитивного електрода. Коли іони літію мігрують, заряд батареї зменшується, а накопичена електрична енергія вивільняється для використання пристроєм.

Структура літій-полімерного акумулятора

Базова структура літій-полімерного акумулятора схожа на структуру літій-іонного акумулятора, але в ньому використовуються інші електроліти та деякі матеріали. Ось основні компоненти літій-полімерного акумулятора:

1. Позитивний електрод (анод):
   • Активна речовина: Матеріалом позитивного електрода зазвичай є літій-іонні матеріали, такі як літій-кобальт-оксид, літій-залізо-фосфат тощо.
   • Струмоприймач: Для проведення електрики анод зазвичай покривають струмопровідним колектором, наприклад, мідною фольгою.
2. Негативний електрод (катод):
   • Активна речовина: Активний матеріал негативного електрода також вбудовується, зазвичай це матеріали на основі графіту або кремнію.
   • Струмоприймач: Подібно до анода, катод також потребує хорошого струмоприймача, наприклад, мідної або алюмінієвої фольги.
3. Електроліт:
   • Літій-полімерні батареї використовують як електроліт тверді або гелеподібні полімери, що є однією з головних відмінностей від традиційних літій-іонних батарей. Така форма електроліту забезпечує більшу безпеку та стабільність.
4. Сепаратор:
   • Роль сепаратора полягає в тому, щоб запобігти прямому контакту між позитивним і негативним електродами, пропускаючи при цьому іони літію. Це допомагає запобігти короткому замиканню акумулятора і підтримує його стабільність.
5. Корпус і пломба:
   • Зовні батарея зазвичай має металевий або пластиковий корпус, що забезпечує захист і структурну підтримку.
   • Ущільнювальний матеріал гарантує, що електроліт не витікає і підтримує стабільність внутрішнього середовища акумулятора.

Завдяки використанню твердотільних або гелеподібних полімерних електролітів, літій-полімерні акумулятори мають висока щільність енергії, безпека та стабільністьщо робить їх більш привабливим вибором для певних застосувань порівняно з традиційними літій-іонними батареями з рідким електролітом.

Переваги літій-полімерної батареї

У порівнянні з традиційними літій-іонними батареями з рідким електролітом, літій-полімерні батареї мають такі унікальні переваги:

1. Твердотільний електроліт

• Підвищена безпека: Завдяки використанню твердотільного електроліту, літій-полімерні батареї значно знижують ризик перегріву, горіння або вибуху. Це не тільки підвищує безпеку батареї, але й зменшує потенційну небезпеку, спричинену витоком або внутрішнім коротким замиканням.

2. Висока щільність енергії

• Оптимізований дизайн пристрою: Щільність енергії літій-полімерних акумуляторів зазвичай досягає 300-400 Вт/кгзначно вищий за 150-250 Вт/кг традиційних літій-іонних акумуляторів з рідким електролітом. Це означає, що при однаковому об'ємі або вазі літій-полімерні батареї можуть зберігати більше електричної енергії, що дозволяє створювати тонші та легші пристрої.

3. Стабільність і довговічність

• Тривалий термін служби та низький рівень технічного обслуговування: Завдяки використанню твердотільних електролітів, літій-полімерні акумулятори зазвичай мають термін служби 1500-2000 циклів заряду-розрядущо значно перевищує 500-1000 циклів заряду-розряду традиційних літій-іонних акумуляторів з рідким електролітом. Це означає, що користувачі можуть використовувати пристрої довше, зменшуючи частоту заміни батарей і пов'язані з цим витрати на обслуговування.

4. Можливість швидкого заряджання та розряджання

• Покращена зручність для користувачів: Літій-полімерні акумулятори підтримують високошвидкісну зарядку, швидкість якої сягає 2-3°C. Це дозволяє користувачам швидко отримувати енергію, скоротити час очікування та підвищити ефективність використання пристрою.

5. Високотемпературні характеристики

• Ширші сценарії застосування: Високотемпературна стабільність твердотільних електролітів дозволяє літій-полімерним батареям добре працювати в широкому діапазоні робочих температур. Це забезпечує більшу гнучкість і надійність для застосувань, що вимагають роботи в умовах високих температур, таких як електромобілі або зовнішнє обладнання.

Загалом, літій-полімерні батареї забезпечують користувачам вищий рівень безпеки, більшу щільність енергії, довший термін служби та ширший спектр застосування, що ще більше відповідає потребам сучасних електронних пристроїв та систем зберігання енергії.

Недоліки літій-полімерних акумуляторів

1. Висока собівартість виробництва:
   • Собівартість виробництва літій-полімерних акумуляторів зазвичай знаходиться в діапазоні $200-300 за кіловат-годину (кВт-год)що є відносно високою вартістю порівняно з іншими типами літій-іонних акумуляторів.
2. Проблеми управління тепловим режимом:
   • В умовах перегріву швидкість тепловиділення літій-полімерних акумуляторів може досягати 10°C/хвщо вимагає ефективного термоменеджменту для контролю температури батареї.
3. Питання безпеки:
   • Згідно зі статистикою, рівень аварійності літій-полімерних акумуляторів становить приблизно 0.001%який, хоча і менший, ніж у деяких інших типів батарей, все одно вимагає суворих заходів безпеки та управління.
4. Обмеження життєвого циклу:
   • Середній термін служби літій-полімерних акумуляторів зазвичай знаходиться в діапазоні 800-1200 циклів заряду-розрядуна який впливають умови використання, способи заряджання та температура.
5. Механічна стійкість:
   • Товщина шару електроліту зазвичай знаходиться в діапазоні 20-50 мкмщо робить батарею більш чутливою до механічних пошкоджень та ударів.
6. Обмеження швидкості заряджання:
   • Типова швидкість зарядки літій-полімерних акумуляторів зазвичай знаходиться в діапазоні 0.5-1CЦе означає, що час заряджання може бути обмеженим, особливо при високому струмі або швидкому заряджанні.

Галузі та сценарії, які підходять для літій-полімерних акумуляторів

Сценарії застосування літій-полімерних акумуляторів

• Портативні медичні пристрої: Завдяки високій щільності енергії, стабільності та тривалому терміну служби літій-полімерні акумулятори ширше використовуються, ніж літій-іонні, в портативних медичних пристроях, таких як портативні апарати штучної вентиляції легенів, тонометри та термометри. Ці пристрої зазвичай потребують стабільного живлення протягом тривалого часу, і літій-полімерні батареї можуть задовольнити ці специфічні потреби.
• Високопродуктивні портативні джерела живлення та системи зберігання енергії: Завдяки високій щільності енергії, швидкій зарядці та розрядці, а також стабільності, літій-полімерні акумулятори мають значні переваги у високопродуктивних портативних джерелах живлення та великомасштабних системах зберігання енергії, таких як домашні та комерційні системи зберігання сонячної енергії.
• Аерокосмічна та космічна промисловість: Завдяки своїй легкій вазі, високій щільності енергії та стійкості до високих температур літій-полімерні батареї мають ширші сценарії застосування, ніж літій-іонні батареї, в аерокосмічній галузі, зокрема в безпілотних літальних апаратах (БПЛА), легких літаках, супутниках і космічних зондах.
• Застосування в особливих умовах і середовищах: Завдяки твердому полімерному електроліту літій-полімерних акумуляторів, який забезпечує кращу безпеку і стабільність, ніж літій-іонні акумулятори з рідким електролітом, вони більше підходять для застосування в особливих умовах, таких як висока температура, високий тиск або високі вимоги до безпеки.

Таким чином, літій-полімерні акумулятори мають унікальні переваги та цінність у певних сферах застосування, особливо там, де потрібна висока щільність енергії, тривалий термін служби, швидке заряджання та розряджання, а також високі показники безпеки.

Відомі продукти, що використовують літій-полімерні батареї

1. Смартфони OnePlus серії Nord
   • У смартфонах серії OnePlus Nord використовуються літій-полімерні акумулятори, що дозволяє їм забезпечувати довший час автономної роботи, зберігаючи при цьому тонкий дизайн.
2. Дрони Skydio 2
   • Дрон Skydio 2 використовує літій-полімерні акумулятори з високою енергоємністю, що забезпечує йому понад 20 хвилин польоту, зберігаючи при цьому легку конструкцію.
3. Відстежувач здоров'я нашого кільця
   • Трекер здоров'я Oura Ring - це розумний перстень, який використовує літій-полімерні батареї, що забезпечують кілька днів автономної роботи, зберігаючи при цьому тонкий і зручний дизайн пристрою.
4. PowerVision PowerEgg X
   • PowerEgg X від PowerVision - це багатофункціональний дрон, який використовує літій-полімерні батареї, здатний досягати до 30 хвилин польоту, маючи можливість працювати як на суші, так і на воді.

Ці відомі продукти повною мірою демонструють широке застосування та унікальні переваги літій-полімерних акумуляторів у портативних електронних пристроях, дронах і пристроях для відстеження стану здоров'я.

Висновок

Якщо порівнювати літій-іонні та літій-полімерні акумулятори, то літій-полімерні батареї мають вищу щільність енергії, довший термін служби та підвищену безпеку, що робить їх ідеальними для застосувань, які вимагають високої продуктивності та довговічності. Для приватних споживачів, які цінують швидке заряджання, безпеку і готові змиритися з дещо вищою вартістю, літій-полімерні батареї є найкращим вибором. У корпоративних закупівлях для домашніх систем зберігання енергії літій-полімерні акумулятори стають перспективним варіантом завдяки їхньому збільшеному терміну служби, безпеці та технічній підтримці. Зрештою, вибір між цими типами батарей залежить від конкретних потреб, пріоритетів і передбачуваного застосування.