In de huidige samenleving, die steeds afhankelijker wordt van mobiele apparaten en energie, batterijen zijn van cruciaal belang. lithium-ion versus lithium-polymeer batterij zijn de meest populaire technologieën die een revolutie teweeg hebben gebracht in draagbare elektronica, elektrische voertuigen, en opslag van hernieuwbare energie. Ze hebben elk unieke functies en toepassingen.
Dus, wat is het verschil? In dit artikel worden lithium-ion- en lithium-polymeerbatterijen diepgaand vergeleken, zodat u ze beter kunt begrijpen.
Ontwikkelingsgeschiedenis van lithium-ion versus lithium-polymeerbatterij
lithium-ion
Hoewel er al in de jaren zestig pogingen waren om lithium-ion te gebruiken, het was niet tot 1974 dat M. Stanley Whittingham maakte een grote doorbraak. Hij gebruikt titaniumdisulfide als kathode en lithiumaluminium als anode, waardoor de batterij een hoge energiedichtheid krijgt en kan worden opgeladen. Helaas, deze materialen zijn moeilijk te gebruiken en brengen veel veiligheidsproblemen met zich mee.
In 1980, Johannes B. Goodenough verving titaniumdisulfide door lithiumkobaltoxide als kathode, waardoor de energiedichtheid van de batterij onverwacht verdubbelde. Vijf jaar later, Akira Yoshino ontwikkelde een veiligere en stabielere methode om de eerste lithium-ion-prototypebatterij te vervaardigen.
Door deze inspanningen, het trio won de Nobelprijs voor de Scheikunde in 2019 voor hun bijdragen aan de uitvinding van lithium-ion. Vandaag, Lithium-ionbatterijen worden veel gebruikt in producten zoals zaklampen, mobiele voedingen en elektrisch gereedschap.
Lithium-polymeerbatterij
Lithium-polymeerbatterijen werden rond dezelfde tijd uitgevonden als lithium-ion- en lithium-metaalbatterijen. In 1991, SONY produceerde de eerste commerciële lithium-polymeerbatterij, wat een grote doorbraak was op het gebied van lithium-polymeerbatterijen. Daarna, steeds meer mensen begonnen te experimenteren met verschillende vormen van lithium-polymeerbatterijen, Daarom worden ze nu gebruikt in verschillende producten, zoals horloges, hoofdtelefoon enzovoort.
Wat is een lithium-ion?
Lithium-ion (Li-ion-batterij) is een geavanceerde moderne batterij met hightech kenmerken. Het is niet alleen oplaadbaar, maar heeft ook een hoge energiedichtheid. In tegenstelling tot andere batterijen, het heeft geen geheugeneffect en een lage zelfontlading.
Een lithium-ion is uniek omdat het lithiumionen bevat, die tijdens het opladen en ontladen heen en weer bewegen tussen de twee elektroden. Bij het opladen, Lithiumionen bewegen van de kathode naar de anode, het vullen van de anode met lithiumionen. Bij het ontladen, het proces is omgekeerd. De kathode is samengesteld uit een lithiumverbinding en de anode is een koolstoflaagverbinding, meestal grafiet.
Dergelijke batterijen worden veel gebruikt in een verscheidenheid aan elektrische apparatuur en elektrische voertuigen, en zijn ook erg populair op militair en ruimtevaartgebied.
Wat zijn de voor- en nadelen van lithium-ion?
Lithium-ion is niet voor alle apparaten geschikt, en ze hebben zowel voor- als nadelen. Hier zijn enkele van de voor- en nadelen ervan.
Voordeel
Hoge energiedichtheid
De energiedichtheid van lithium-ion is vrij hoog, daarom worden ze veel gebruikt in 3C-producten, elektrische voertuigen, energieopslagsystemen en andere velden. Bij deze toepassingen, kleine batterijgrootte en grote capaciteit zijn vereist. Daarom, lithium-ionbatterijen met een hoge energiedichtheid zijn het meest geschikt voor de efficiënte werking van dergelijke apparaten.
Lage zelfontlading
Lithium-ionbatterijen hebben een lagere zelfontlading dan andere oplaadbare batterijen, slechts ongeveer 3.5% per maand. Wanneer opgeslagen in ongebruikte staat, er vindt vrijwel geen chemische reactie plaats en het is zeer stabiel. Dit maakt ze superieur aan andere oplaadbare batterijen.
Onderhoudsvrij
Voor lithium-ionen is geen regelmatige zuurtoevoeging nodig, noch lopen ze het risico op een opgeblazen gevoel als gevolg van onjuist opladen, zoals onderhoudsvrije loodzuuraccu's dat doen. Het kan echt onderhoudsvrij zijn, waardoor het dagelijks gebruik eenvoudiger en handiger wordt. Tegelijkertijd, de kosten van batterijonderhoudsbeheer worden geëlimineerd, waardoor lithiumbatterijen kosteneffectiever worden.
Diverse specificaties
Lithium-ion heeft verschillende specificaties, geschikt voor verschillende toepassingsscenario's, elke specificatie kan voldoen aan de behoeften van specifieke producten, een rijke keuze bieden.
Geen geheugeneffect
Lithium-ion heeft geen geheugeneffect, kan met de lading worden gebruikt, de ideale staat is 20%-80% van ondiepe ondiepe lading, wat bevorderlijk is voor het verlengen van de levensduur van de batterij.
Nadeel
Moet beschermen
Lithium-ion is qua snel opladen beter dan andere batterijen op de markt, goede prestaties en lange batterijduur, maar als het niet goed wordt beheerd, het is gemakkelijk om te overladen en thermisch op hol te slaan, het veroorzaken van veiligheidsongevallen, maar het bestaan van een batterijbeheersysteem (GBS) kan het probleem van thermische runaway oplossen, thermisch beheer en bescherming tegen oververhitting kunnen worden uitgevoerd.
Beveiliging transportdienst
Veel luchtvaartmaatschappijen hebben strikte beperkingen op het vervoer van lithium-ion in vliegtuigen, Veel verzending vindt dus meestal per schip plaats, wat de moeilijkheid nog groter maakt.
Hoge kosten
Lithium-ion zijn 40% duurder dan andere soorten batterijen, maar met een groeiende vraag en meer technologische revoluties in de batterijtechnologie, we zullen ongetwijfeld binnenkort meer betaalbare lithium-ionbatterijen zien. In aanvulling, hoewel de initiële kosten aanzienlijk hoger zijn dan die van loodzuurbatterijen, de totale langetermijnkosten zijn lager vanwege hun onderhoudsvrije en lange levensduur, waardoor ze op de lange termijn kosteneffectief zijn.
Wat is een lithium-polymeerbatterij?
Lithium -polymeerbatterijen, ook wel softpack-batterijen genoemd, zijn een soort oplaadbare batterij. Het is vergelijkbaar met lithium-ionbatterijen, maar het gebruikt polymeer, droge vaste stof, en gelelektrolyten in plaats van typische vloeibare elektrolyten. Lithium-polymeerbatterijen hebben een hogere energiedichtheid dan andere lithiumbatterijen en zijn bijzonder geschikt voor gebruik in apparaten die strenge gewichtseisen stellen, zoals radiografisch bestuurbare vliegtuigen.
Wat zijn de voor- en nadelen van een lithium-polymeerbatterij?
Zoals lithium-ion, lithium-polymeerbatterijen hebben enkele voor- en nadelen.
Voordeel
Hoge energiedichtheid
Lithium-polymeerbatterijen hebben tweemaal de energiedichtheid van andere batterijen. Het kan dus continu stroom leveren voor apparaten die hoge stromen vereisen.
Geen geheugeneffect
Lithium-polymeerbatterijen hebben geen geheugeneffect en kunnen opgeladen worden gebruikt zonder de batterijcapaciteit te beïnvloeden.
Goede veiligheidsprestaties
De polymeer-lithiumbatterij maakt gebruik van flexibele aluminium-plastic verpakkingen, die verschilt van de metalen schaal van de vloeibare batterij, en door het gebruik van polymeermaterialen, de batterij zal niet in brand vliegen en exploderen, en de batterij zelf heeft voldoende veiligheid. Zelfs als er een probleem is, het zal hoogstens alleen maar opzwellen, en ontploffen niet zo gemakkelijk als vloeibare batterijen.
Onderhoudsvrij
Lithium-polymeerbatterijen vereisen niet zoveel onderhoud als andere batterijen, en deze batterij is zeer pijnloos en gemakkelijk te gebruiken.
Lage interne weerstand
Door het gebruik van speciale cellen, de interne weerstand van een lithium-polymeerbatterij is kleiner dan die van algemene vloeibare batterijen, vermindering van de zelfontlading, en ondersteuning van grote stroomontlading, die zeer geschikt is voor modellen met afstandsbediening en een ideale keuze is om nikkel-metaalhydridebatterijen te vervangen.
Betere ontladingseigenschappen
Lithium-polymeerbatterijen gebruiken gel-elektrolyten, die soepelere ontladingskarakteristieken en hogere ontladingsplatforms hebben dan vloeibare elektrolyten.
Flexibeler
Lithium-polymeerbatterijen kunnen in verschillende vormen en maten worden gemaakt, afhankelijk van de verschillende behoeften, om aan de eisen van verschillende apparaten te voldoen.
Nadeel
Oververhitting
Lithium-polymeerbatterijen kunnen gemakkelijk oververhit raken en beschadigd raken, vooral bij hoge spanningen, die hun prestaties en levensduur kunnen beïnvloeden.
Breekbaar
Dergelijke batterijen zijn kwetsbaar en vereisen circuitbescherming om veilig te kunnen werken. Overladen of te veel ontladen kan de omkeerbaarheid van de chemicaliën in de batterij tenietdoen, waardoor de prestaties ernstig worden aangetast.
Beveiligingsmechanisme nodig
Lithium-polymeerbatterijen hebben ook een soort veiligheidsmechanisme nodig om de interne druk en spanning te verminderen. Het nadeel is dat het gewicht aan de batterij toevoegt.
Slechte veelzijdigheid
Omdat de polymeer-lithiumbatterij de dikte van de cel kan vergroten of verkleinen, afhankelijk van de werkelijke behoeften, de veelzijdigheid ervan is slecht, wat ook het nadeel is van gevoelig ontwerp.
Hoe lang gaan lithium-polymeerbatterijen mee??
Lithium-polymeerbatterijen hebben een lange levensduur. Het duurt ongeveer 900 naar 1,500 laadcycli van volledig opladen tot uitputting en opnieuw volledig opladen.
Gaat een lithium-polymeerbatterij langer mee dan een lithium-ionbatterij??
Als je de prestaties van de twee vergelijkt, het zal onvermijdelijk de levensduur van de batterij van llithium-ion- versus lithium-polymeerbatterijen met zich meebrengen, wat een belangrijk onderdeel is van de vergelijking. Wat betreft lithium-ion, als ze gemiddeld één keer per dag worden opgeladen en ontladen, ze kunnen ongeveer worden gebruikt 4,000 keer (4000/365≈10,96). Blijkbaar, De lithium-ionbatterij gaat langer mee dan de lithium-polymeerbatterij. Het heeft geen geheugeneffect, zodat u hem kunt opladen wanneer u hem nodig heeft. Als u dit wel doet, wordt uiteindelijk ook de algehele levensduur ervan verlengd.
Wat beter is, Lithium-ion versus lithium-polymeerbatterij?
Wanneer u lithium-ion- en lithium-polymeerbatterijen vergelijkt, je vraagt je misschien af wat beter is. Beide moderne batterijtechnologieën hebben voor- en nadelen. Lithium-ionen hebben een hogere energiedichtheid, geen geheugeneffect, en lagere kosten. Echter, ze kunnen onstabiel zijn of zelfs exploderen onder hoge temperaturen of druk.
Lithium polymeerbatterij, aan de andere kant, zijn lichter en flexibeler. Omdat hun structuur stevig en droog is, het risico op lekkage is laag. Echter, ze zijn duurder dan lithium-ion, hebben een lagere energiedichtheid, en hebben een kortere levensduur. In de afgelopen jaren, met de vooruitgang van de technologie, lithium-ion met gelelektrolyten heeft enkele veiligheidsproblemen opgelost, waardoor ze veiliger en betrouwbaarder worden.
Wat is het verschil tussen lithium-ion en lithium-polymeer ?
Als het gaat om lithium-polymeerbatterijen en lithium-ionbatterijen, ze zijn in veel opzichten verschillend.
Elektrolytmateriaal
Lithium-ion gebruikt een vloeibare of gelachtige elektrolyt die tussen de anode en kathode van de batterij stroomt, terwijl lithium-polymeerbatterijen een vaste of colloïdale polymeerelektrolyt gebruiken, waardoor het dunner kan worden ontworpen, flexibeler, en in allerlei vormen.
Vermogensafgifte
Lithium-ionen zijn over het algemeen in staat een hoger vermogen te produceren, waardoor ze geschikter zijn voor toepassingen die een hoge energieopbrengst vereisen.
Kostenaspect
Lithium-ionbatterijen zijn kosteneffectiever dan lithium-polymeerbatterijen. Lithium-ionbatterijen kosten doorgaans tussen de $30 En $650 elk, terwijl de lithium-polymeerbatterij tussen de kosten ligt $100 En $3,300 elk, afhankelijk van de kwaliteit en spanningsvereisten van de batterij.
Volumetrisch aspect
De lithium-polymeerbatterij kan kleiner zijn dan de standaard lithium-ionbatterij. Dit betekent dat voor hetzelfde volume, Lithium-ion kan meer energie opslaan.
Toepassingsgebied
Lithium-ionen worden veel gebruikt in UPS-systemen, elektrische voertuigen, opslag van zonne-energie en andere velden, maar ook voor draagbare apparaten zoals mobiele telefoons, digitale camera's enzovoort. Lithium-polymeerbatterijen worden vaker aangetroffen in sommige producten die een lichtgewicht ontwerp en een klein uitgangsvermogen vereisen, zoals auto-alarmsystemen, Bluetooth-headsets, enzovoort.
In het algemeen, welke batterij u moet kiezen, hangt af van de specifieke toepassingsbehoeften, evenals het belang van de kosten, kracht en ontwerpflexibiliteit.
Verschillende toepassingsscenario's Kies lithium-ion versus lithium-polymeerbatterij?
Bij het vergelijken van lithium-ion versus lithium-polymeerbatterij, het type batterij dat u wilt kiezen, hangt af van de verschillende soorten toepassingsscenario's en gebruikersvoorkeuren. Als u een batterij wilt met voldoende stroomvoorziening, dan zijn lithium-polymeerbatterijen de ideale keuze voor u. Echter, als je langer vermogen wilt, lithium-ionbatterij met betere batterijcycli is de perfecte keuze voor u.
Conclusie
Terwijl lithium-ion- en lithium-polymeerbatterijen dezelfde chemische basis delen om een betrouwbare draagbare energieoplossing te bieden, ze hebben unieke eigenschappen die ze geschikt maken voor verschillende toepassingen. Heeft u specifiekere lithium-ionvragen of wilt u meer weten over welke toepassing voor u het beste is?, Neem dan contact op met ons GycxSolar batterijtechnologieteam.
Veelgestelde vragen
Wat beter is: lithium-ion versus lithium-polymeerbatterij?
De keuze hangt af van de specifieke eisen van het apparaat of de toepassing; Lithium-ion zorgt voor stabiliteit en energiedichtheid, terwijl de lithium-polymeerbatterij flexibiliteit in vorm en grootte biedt.
Gaan lithium-ionbatterijen langer mee dan lithium-polymeerbatterijen??
In het algemeen, Lithium-ionbatterijen gaan doorgaans langer mee dan lithium-polymeerbatterijen, vooral onder vergelijkbare gebruiks- en oplaadomstandigheden.
Hoe vaak kan een lithium-polymeerbatterij worden opgeladen??
Een goed onderhouden lithium-polymeerbatterij kan doorgaans ongeveer 300 naar 500 laadcycli voordat er een aanzienlijk capaciteitsverlies optreedt, maar de werkelijke levensduur is afhankelijk van gebruikspatronen en onderhoud.
