W dzisiejszym społeczeństwie, która jest w coraz większym stopniu zależna od urządzeń mobilnych i energii, baterie są krytyczne. litowo-jonowy vs akumulator litowo-polimerowy to najpopularniejsze technologie, które zrewolucjonizowały przenośną elektronikę, pojazdy elektryczne, i magazynowanie energii odnawialnej. Każdy z nich ma unikalne funkcje i zastosowania.
Więc, jaka jest różnica? W tym artykule szczegółowo porównamy akumulator litowo-jonowy z akumulatorem litowo-polimerowym, aby pomóc Ci lepiej je zrozumieć.
Spis treści
Historia rozwoju baterii litowo-jonowej i litowo-polimerowej
litowo-jonowa
Chociaż próby wykorzystania litu-jonu próbowano już w latach sześćdziesiątych XX wieku, nie było to wcześniej 1974 że M. Stanley Whittingham dokonał wielkiego przełomu. Używa dwusiarczku tytanu jako katody i litowo-glinowego jako anody, co nadaje akumulatorowi dużą gęstość energii i umożliwia jego ponowne ładowanie. Niestety, materiały te są trudne w użyciu i stwarzają wiele problemów związanych z bezpieczeństwem.
W 1980, Johna B. Goodenough zastąpił dwusiarczek tytanu tlenkiem litu i kobaltu jako katodą, co nieoczekiwanie podwoiło gęstość energii akumulatora. Pięć lat później, Akira Yoshino opracował bezpieczniejszą i bardziej stabilną metodę produkcji pierwszego prototypowego akumulatora litowo-jonowego.
Przez te wysiłki, trio zdobyło Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2019 za wkład w wynalezienie technologii litowo-jonowej. Dzisiaj, Baterie litowo-jonowe są szeroko stosowane w produktach takich jak latarki, zasilacze mobilne i elektronarzędzia.
Bateria litowo-polimerowa
Baterie litowo-polimerowe zostały wynalezione mniej więcej w tym samym czasie, co baterie litowo-jonowe i litowo-metalowe. W 1991, Firma SONY wyprodukowała pierwszą komercyjną baterię litowo-polimerową, co było poważnym przełomem w baterii litowo-polimerowej. Potem, coraz więcej osób zaczęło eksperymentować z różnymi kształtami akumulatorów litowo-polimerowych, dlatego są one obecnie stosowane w różnych produktach, takich jak zegarki, słuchawki i tak dalej.
Co to jest litowo-jonowy?
Litowo-jonowa (Bateria litowo-jonowa) to zaawansowana, nowoczesna bateria o zaawansowanych parametrach technicznych. Można go nie tylko ładować, ale ma także dużą gęstość energii. W odróżnieniu od innych akumulatorów, nie ma efektu pamięci i charakteryzuje się niskim współczynnikiem samorozładowania.
Litowo-jonowy jest wyjątkowy, ponieważ zawiera jony litu, które poruszają się tam i z powrotem pomiędzy dwiema elektrodami podczas ładowania i rozładowywania. Podczas ładowania, jony litu przemieszczają się z katody na anodę, wypełnienie anody jonami litu. Podczas rozładowywania, proces jest odwrotny. Katoda składa się ze związku litu, a anoda jest związkiem warstwy węgla, zazwyczaj grafit.
Takie akumulatory są szeroko stosowane w różnych urządzeniach elektrycznych i pojazdach elektrycznych, i są również bardzo popularne w wojsku i lotnictwie.
Jakie są zalety i wady baterii litowo-jonowej?
Akumulatory litowo-jonowe nie nadają się do wszystkich urządzeń, i mają zarówno zalety, jak i wady. Oto niektóre z jego zalet i wad.
Korzyść
Wysoka gęstość energii
Gęstość energii litu-jonu jest dość wysoka, dlatego są szeroko stosowane w produktach 3C, pojazdy elektryczne, systemy magazynowania energii i inne dziedziny. W tych zastosowaniach, wymagany jest mały rozmiar baterii i duża pojemność. Dlatego, Do wydajnej pracy tego typu urządzeń najlepiej nadają się akumulatory litowo-jonowe o dużej gęstości energii.
Niski stopień samorozładowania
Akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się niższym współczynnikiem samorozładowania niż inne akumulatory, tylko o 3.5% na miesiąc. Gdy jest przechowywany w stanie nieużywanym, wewnątrz prawie nie zachodzi żadna reakcja chemiczna i jest bardzo stabilny. To czyni je lepszymi od innych akumulatorów.
Bezobsługowy
Akumulatory litowo-jonowe nie wymagają regularnego dodawania kwasu, nie powodują też ryzyka wzdęć na skutek nieprawidłowego ładowania, jak akumulatory bezobsługowe kwasowo-ołowiowe. Może być naprawdę bezobsługowy, czyniąc codzienne użytkowanie łatwiejszym i wygodniejszym. W tym samym czasie, wyeliminowane zostają koszty zarządzania konserwacją akumulatorów, dzięki czemu baterie litowe są bardziej opłacalne.
Różne specyfikacje
Akumulatory litowo-jonowe mają różne specyfikacje, nadaje się do różnych scenariuszy zastosowań, każda specyfikacja może zaspokoić potrzeby konkretnych produktów, zapewniając bogaty wybór.
Brak efektu pamięci
Litowo-jonowy nie ma efektu pamięci, można używać z ładowaniem, stan idealny to 20%-80% płytkiego, płytkiego ładunku, co sprzyja wydłużeniu żywotności baterii.
Niekorzyść
Trzeba chronić
Akumulatory litowo-jonowe są lepsze od innych akumulatorów dostępnych na rynku pod względem szybkiego ładowania, dobra wydajność i długi czas pracy na baterii, ale jeśli nie jest odpowiednio zarządzany, łatwo jest przeładować i ucieczkę termiczną, powodując wypadki związane z bezpieczeństwem, ale istnienie systemu zarządzania baterią (BMS) może rozwiązać problem niestabilności termicznej, można zastosować zarządzanie ciepłem i zabezpieczenie przed przegrzaniem.
Bezpieczeństwo usług transportowych
Wiele linii lotniczych ma surowe ograniczenia dotyczące przewozu akumulatorów litowo-jonowych w samolotach, dlatego większość wysyłek odbywa się zwykle statkiem, co zwiększa trudność.
Wysoki koszt
Są to akumulatory litowo-jonowe 40% droższe niż inne typy akumulatorów, ale przy rosnącym popycie i kolejnych rewolucjach technologicznych w technologii akumulatorów, niewątpliwie wkrótce zobaczymy tańsze akumulatory litowo-jonowe. Ponadto, chociaż koszt początkowy jest znacznie wyższy niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych, całkowity koszt długoterminowy jest niższy ze względu na brak konserwacji i długi cykl życia, co sprawia, że są one opłacalne w dłuższej perspektywie.
Co to jest bateria litowo-polimerowa?
Baterie litowo-polimerowe, zwane także akumulatorami miękkimi, są rodzajem akumulatora. Działa podobnie jak akumulatory litowo-jonowe, ale używa polimeru, suche ciało stałe, i elektrolity żelowe zamiast typowych elektrolitów ciekłych. Baterie litowo-polimerowe mają wyższą gęstość energii niż inne baterie litowe i szczególnie nadają się do stosowania w urządzeniach, które mają rygorystyczne wymagania dotyczące masy, jak samoloty sterowane radiowo.
Jakie są zalety i wady baterii litowo-polimerowej?
Podobnie jak litowo-jonowy, Bateria litowo-polimerowa ma pewne zalety i wady.
Korzyść
Wysoka gęstość energii
Akumulator litowo-polimerowy ma dwukrotnie większą gęstość energii niż inne akumulatory. Dzięki temu może zapewnić ciągłą moc urządzeniom wymagającym dużych prądów.
Brak efektu pamięci
Baterie litowo-polimerowe nie mają efektu pamięci i można ich używać po naładowaniu bez wpływu na pojemność baterii.
Dobre parametry bezpieczeństwa
W baterii litowo-polimerowej zastosowano elastyczne opakowanie aluminiowo-plastikowe, który różni się od metalowej powłoki płynnego akumulatora, oraz dzięki zastosowaniu materiałów polimerowych, akumulator nie zapali się i nie eksploduje, a sama bateria ma wystarczające bezpieczeństwo. Nawet jeśli jest problem, co najwyżej będzie się tylko nadymać, i nie eksplodują tak łatwo jak baterie płynne.
Bezobsługowy
Baterie litowo-polimerowe nie wymagają tak dużej konserwacji jak inne baterie, a ta bateria jest bardzo bezbolesna i łatwa w użyciu.
Niski opór wewnętrzny
Ze względu na zastosowanie specjalnych ogniw, rezystancja wewnętrzna baterii litowo-polimerowej jest mniejsza niż w przypadku zwykłych baterii płynnych, zmniejszenie szybkości samorozładowania, i wspieranie wyładowań o dużym prądzie, który jest bardzo odpowiedni do modeli ze zdalnym sterowaniem i jest idealnym wyborem do zastąpienia akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych.
Lepsze właściwości rozładowania
Bateria litowo-polimerowa wykorzystuje elektrolity żelowe, które mają gładszą charakterystykę rozładowania i wyższe platformy rozładowania niż ciekłe elektrolity.
Bardziej elastyczny
Bateria litowo-polimerowa może być wykonana w różnych kształtach i rozmiarach, w zależności od różnych potrzeb, aby spełnić wymagania różnych urządzeń.
Niekorzyść
Przegrzanie
Bateria litowo-polimerowa może łatwo się przegrzać i uszkodzić, zwłaszcza przy wysokich napięciach, co może mieć wpływ na ich wydajność i trwałość.
Kruchy
Takie akumulatory są delikatne i do bezpiecznego działania wymagają zabezpieczenia obwodu. Przeładowanie lub nadmierne rozładowanie może zniszczyć odwracalność substancji chemicznych znajdujących się wewnątrz akumulatora, poważnie wpływając na jego działanie.
Potrzebujesz mechanizmu zabezpieczającego
Bateria litowo-polimerowa również potrzebuje pewnego rodzaju mechanizmu zabezpieczającego, aby zmniejszyć wewnętrzne ciśnienie i napięcie. Wadą jest to, że zwiększa wagę akumulatora.
Słaba wszechstronność
Ponieważ bateria litowo-polimerowa może zwiększać lub zmniejszać grubość ogniwa w zależności od rzeczywistych potrzeb, jego wszechstronność jest słaba, co jest również wadą wrażliwej konstrukcji.
Jak długo wytrzymają baterie litowo-polimerowe?
Bateria litowo-polimerowa ma długą żywotność. Trwa około 900 Do 1,500 cykle ładowania od pełnego naładowania do wyczerpania i ponownego pełnego naładowania.
Czy bateria litowo-polimerowa wytrzyma dłużej niż bateria litowo-jonowa?
Porównując wydajność obu, nieuchronnie będzie to wiązać się z żywotnością baterii litowo-jonowej w porównaniu z baterią litowo-polimerową, co jest ważną częścią porównania. Jeśli chodzi o litowo-jonowy, jeśli są ładowane i rozładowywane średnio raz dziennie, można z nich korzystać 4,000 czasy (4000/365≈10,96). Oczywiście, akumulator litowo-jonowy wytrzymuje dłużej niż akumulator litowo-polimerowy. Nie ma żadnego efektu pamięci, dzięki czemu możesz go naładować, kiedy tego potrzebujesz. Takie postępowanie ostatecznie wydłuży jego ogólny okres użytkowania.
Co jest lepsze, Bateria litowo-jonowa VS litowo-polimerowa?
Porównując baterię litowo-jonową z baterią litowo-polimerową, możesz się zastanawiać, co jest lepsze. Obie nowoczesne technologie akumulatorów mają zalety i wady. Litowo-jonowy ma większą gęstość energii, brak efektu pamięci, i niższy koszt. Jednakże, mogą być niestabilne lub nawet eksplodować pod wpływem wysokich temperatur lub ciśnień.
Bateria litowo-polimerowa, z drugiej strony, są lżejsze i bardziej elastyczne. Ponieważ ich struktura jest solidna i sucha, ryzyko wycieku jest niskie. Jednakże, są droższe od litowo-jonowych, mają niższą gęstość energii, i mają krótszą żywotność. W ostatnich latach, wraz z postępem technologii, akumulatory litowo-jonowe wykorzystujące elektrolity żelowe rozwiązały pewne problemy związane z bezpieczeństwem, dzięki czemu są bezpieczniejsze i bardziej niezawodne.
Jaka jest różnica między akumulatorem litowo-jonowym a litowo-polimerowym ?
Jeśli chodzi o akumulatory litowo-polimerowe i akumulatory litowo-jonowe, różnią się pod wieloma względami.
Materiał elektrolitowy
Litowo-jonowy wykorzystuje płynny lub żelowy elektrolit, który przepływa pomiędzy anodą i katodą akumulatora, podczas gdy w akumulatorach litowo-polimerowych stosuje się stały lub koloidalny elektrolit polimerowy, co pozwala na zaprojektowanie go jako cieńszego, bardziej elastyczny, i w różnych kształtach.
Dostarczanie mocy
Akumulatory litowo-jonowe są na ogół zdolne do wytwarzania większej mocy, co czyni je bardziej odpowiednimi do zastosowań wymagających dużej mocy wyjściowej.
Aspekt kosztowy
Akumulatory litowo-jonowe są tańsze niż akumulatory litowo-polimerowe. Baterie litowo-jonowe zazwyczaj kosztują od $30 I $650 każdy, podczas gdy koszt baterii litowo-polimerowej wynosi pomiędzy $100 I $3,300 każdy, w zależności od wymagań jakościowych i napięciowych akumulatora.
Aspekt wolumetryczny
Bateria litowo-polimerowa może być zmniejszona w porównaniu ze standardową baterią litowo-jonową. Oznacza to, że dla tej samej objętości, litowo-jonowy może przechowywać więcej energii.
Obszar zastosowań
Akumulatory litowo-jonowe są szeroko stosowane w systemach UPS, pojazdy elektryczne, magazynowanie energii słonecznej i inne dziedziny, ale także dla urządzeń przenośnych, takich jak telefony komórkowe, aparaty cyfrowe i tak dalej. Baterie litowo-polimerowe są częściej spotykane w niektórych produktach wymagających lekkiej konstrukcji i małej mocy wyjściowej, takich jak samochodowe systemy alarmowe, Zestawy słuchawkowe Bluetooth, i tak dalej.
Ogólnie, Wybór akumulatora zależy od konkretnych potrzeb aplikacji, jak również znaczenie kosztów, moc i elastyczność projektowania.
Różne scenariusze zastosowań Wybierz baterię litowo-jonową lub litowo-polimerową?
Porównując baterię litowo-jonową i litowo-polimerową, rodzaj akumulatora, który chcesz wybrać, zależy od różnych typów scenariuszy zastosowań i preferencji użytkownika. Jeśli chcesz akumulator z odpowiednim zasilaniem, wówczas akumulatory litowo-polimerowe będą dla Ciebie idealnym wyborem. Jednakże, jeśli chcesz dłuższej mocy, akumulator litowo-jonowy o lepszych cyklach pracy będzie dla Ciebie idealnym wyborem.
Wniosek
Chociaż akumulatory litowo-jonowe i litowo-polimerowe mają tę samą bazę chemiczną, co zapewnia niezawodne przenośne rozwiązanie zasilające, mają unikalne cechy, które czynią je odpowiednimi do różnych zastosowań. Jeśli masz bardziej szczegółowe pytania dotyczące litowo-jonowych lub chcesz dowiedzieć się więcej o tym, które zastosowanie będzie dla Ciebie lepsze, skontaktuj się z naszym zespołem ds. technologii akumulatorów GycxSolar.
Często Zadawane Pytania
Co jest lepsze: akumulator litowo-jonowy vs akumulator litowo-polimerowy?
Wybór zależy od konkretnych wymagań urządzenia lub aplikacji; Litowo-jonowy zapewnia stabilność i gęstość energii, natomiast bateria litowo-polimerowa zapewnia elastyczność kształtu i rozmiaru.
Czy akumulatory litowo-jonowe wytrzymują dłużej niż akumulatory litowo-polimerowe?
Ogólnie, akumulatory litowo-jonowe wytrzymują dłużej niż akumulatory litowo-polimerowe, zwłaszcza w podobnych warunkach użytkowania i ładowania.
Ile razy można ładować baterię litowo-polimerową?
Dobrze konserwowana bateria litowo-polimerowa wytrzymuje zazwyczaj ok 300 Do 500 cykli ładowania, zanim nastąpi znacząca utrata pojemności, ale rzeczywista żywotność zależy od sposobu użytkowania i konserwacji.
