Na sociedade de hoje, que depende cada vez mais de dispositivos móveis e de energia, baterias são críticas. íon de lítio vs bateria de polímero de lítio são as tecnologias mais populares que revolucionaram a eletrônica portátil, Veículos elétricos, e armazenamento de energia renovável. Cada um deles tem funções e usos exclusivos.
Então, qual é a diferença? Este artigo comparará em profundidade a bateria de íon de lítio e a bateria de polímero de lítio para ajudá-lo a entendê-los melhor.
Índice
História de desenvolvimento de bateria de íon de lítio versus bateria de polímero de lítio
íon de lítio
Embora tenha havido tentativas de usar íons de lítio já na década de 1960, não foi até 1974 que M. Stanley Whittingham fez um grande avanço. Ele usa dissulfeto de titânio como cátodo e alumínio de lítio como ânodo, o que confere à bateria uma alta densidade de energia e permite que ela seja recarregada. Infelizmente, esses materiais são difíceis de usar e levantam muitos problemas de segurança.
Em 1980, João B. Goodenough substituiu o dissulfeto de titânio por óxido de lítio-cobalto como cátodo, que inesperadamente dobrou a densidade de energia da bateria. Cinco anos depois, Akira Yoshino desenvolveu um método mais seguro e estável para fabricar o primeiro protótipo de bateria de íons de lítio.
Através desses esforços, o trio ganhou o Prêmio Nobel de Química em 2019 por suas contribuições para a invenção do íon de lítio. Hoje, baterias de íon de lítio são amplamente utilizadas em produtos como lanternas, fontes de alimentação móveis e ferramentas elétricas.
Bateria de polímero de lítio
As baterias de polímero de lítio foram inventadas na mesma época que as baterias de íon-lítio e de metal-lítio. Em 1991, SONY produziu a primeira bateria comercial de polímero de lítio, que foi um grande avanço na bateria de polímero de lítio. Depois disso, mais e mais pessoas começaram a experimentar vários formatos de baterias de polímero de lítio, é por isso que agora são usados em vários produtos, como relógios, fones de ouvido e assim por diante.
O que é um íon de lítio?
Íon de lítio (Bateria de íon de lítio) é uma bateria moderna e avançada com características de alta tecnologia. Não é apenas recarregável, mas também tem uma alta densidade de energia. Ao contrário de outras baterias, não tem efeito memória e uma baixa taxa de autodescarga.
Um íon de lítio é o único que contém íons de lítio, que se movem para frente e para trás entre os dois eletrodos durante a carga e descarga. Ao carregar, íons de lítio se movem do cátodo para o ânodo, enchendo o ânodo com íons de lítio. Ao descarregar, o processo é inverso. O cátodo é composto por um composto de lítio e o ânodo é um composto de camada de carbono, geralmente grafite.
Essas baterias são amplamente utilizadas em uma variedade de equipamentos elétricos e veículos elétricos, e também são muito populares nos campos militar e aeroespacial.
Quais são as vantagens e desvantagens do íon de lítio?
Os íons de lítio não são adequados para todos os dispositivos, e eles têm vantagens e desvantagens. Aqui estão algumas de suas vantagens e desvantagens.
Vantagem
Densidade de alta energia
A densidade de energia do íon de lítio é bastante alta, então eles são amplamente utilizados em produtos 3C, Veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia e outros campos. Nessas aplicações, são necessários tamanhos pequenos de bateria e grande capacidade. Portanto, baterias de íon de lítio com alta densidade de energia são mais adequadas para a operação eficiente de tais dispositivos.
Baixa taxa de autodescarga
As baterias de íon de lítio têm uma taxa de autodescarga mais baixa do que outras baterias recarregáveis, apenas cerca de 3.5% por mês. Quando armazenado em um estado não utilizado, quase não há reação química no interior e é muito estável. Isso os torna superiores a outras baterias recarregáveis.
Livre de manutenção
Os íons de lítio não requerem adição regular de ácido, nem correm o risco de inchaço devido ao carregamento inadequado, como as baterias de chumbo-ácido livres de manutenção fazem. Pode ser verdadeiramente livre de manutenção, tornando o uso diário mais fácil e conveniente. Ao mesmo tempo, o custo do gerenciamento de manutenção da bateria é eliminado, tornando as baterias de lítio mais econômicas.
Várias especificações
Os íons de lítio têm uma variedade de especificações, adequado para diferentes cenários de aplicação, cada especificação pode atender às necessidades de produtos específicos, proporcionando uma escolha rica.
Sem efeito de memória
O íon de lítio não tem efeito de memória, pode ser usado com a carga, o estado ideal é 20%-80% de carga superficial rasa, o que é propício para prolongar a vida útil da bateria.
Desvantagem
Precisa proteger
As baterias de íon de lítio são melhores do que outras baterias no mercado em termos de carregamento rápido, bom desempenho e longa duração da bateria, mas se não for gerenciado adequadamente, é fácil sobrecarregar e fugir termicamente, causando acidentes de segurança, mas a existência de sistema de gerenciamento de bateria (BMS) pode resolver o problema da fuga térmica, gerenciamento térmico e proteção contra superaquecimento podem ser realizados.
Segurança do serviço de transporte
Muitas companhias aéreas têm restrições estritas ao transporte de íons de lítio em aviões, então grande parte do envio geralmente ocorre por navio, o que aumenta a dificuldade.
Alto custo
Os íons de lítio são 40% mais caro do que outros tipos de baterias, mas com a crescente demanda e mais revoluções tecnológicas na tecnologia de baterias, sem dúvida veremos baterias de íon de lítio mais acessíveis em breve. Além disso, embora o custo inicial seja significativamente maior do que o das baterias de chumbo-ácido, o custo geral a longo prazo é menor devido ao seu ciclo de vida longo e livre de manutenção, tornando-os econômicos no longo prazo.
O que é uma bateria de polímero de lítio?
Baterias de polímero de lítio, também conhecidas como baterias soft-pack, são um tipo de bateria recarregável. É semelhante às baterias de íon de lítio, mas usa polímero, sólido seco, e eletrólitos em gel em vez dos eletrólitos líquidos típicos. As baterias de polímero de lítio têm uma densidade de energia mais alta do que outras baterias de lítio e são particularmente adequadas para uso em dispositivos que possuem requisitos rígidos de peso., como aeronaves controladas por rádio.
Quais são as vantagens e desvantagens da bateria de polímero de lítio?
Como íon de lítio, bateria de polímero de lítio tem algumas vantagens e desvantagens.
Vantagem
Densidade de alta energia
A bateria de polímero de lítio tem o dobro da densidade de energia de outras baterias. Portanto, pode fornecer energia contínua para dispositivos que requerem altas correntes.
Sem efeito de memória
A bateria de polímero de lítio não tem efeito memória e pode ser usada com carga sem afetar a capacidade da bateria.
Bom desempenho de segurança
A bateria de polímero de lítio usa embalagens flexíveis de alumínio-plástico, que é diferente do invólucro metálico da bateria líquida, e devido ao uso de materiais poliméricos, a bateria não pegará fogo e explodirá, e a própria bateria tem segurança suficiente. Mesmo que haja um problema, só vai inchar no máximo, e não explodir tão facilmente quanto as baterias líquidas.
Livre de manutenção
A bateria de polímero de lítio não requer tanta manutenção quanto outras baterias, e esta bateria é muito indolor e fácil de usar.
Baixa resistência interna
Devido ao uso de células especiais, a resistência interna da bateria de polímero de lítio é menor do que a das baterias líquidas em geral, reduzindo a taxa de autodescarga, e suportando grande descarga de corrente, que é muito adequado para modelos de controle remoto e é uma escolha ideal para substituir baterias de níquel-hidreto metálico.
Melhores características de descarga
Bateria de polímero de lítio usa eletrólitos em gel, que têm características de descarga mais suaves e plataformas de descarga mais altas do que os eletrólitos líquidos.
Mais flexível
A bateria de polímero de lítio pode ser fabricada em diferentes formatos e tamanhos de acordo com diferentes necessidades para atender aos requisitos de diferentes dispositivos.
Desvantagem
Superaquecimento
A bateria de polímero de lítio pode superaquecer e danificar facilmente, especialmente em altas tensões, o que pode afetar seu desempenho e longevidade.
Frágil
Essas baterias são frágeis e requerem proteção de circuito para funcionar com segurança. A sobrecarga ou descarga excessiva pode destruir a reversibilidade dos produtos químicos dentro da bateria, afetando seriamente seu desempenho.
Precisa de mecanismo de segurança
A bateria de polímero de lítio também precisa de algum tipo de mecanismo de segurança para reduzir a pressão e a tensão internas. A desvantagem é que adiciona peso à bateria.
Pouca versatilidade
Porque a bateria de polímero de lítio pode aumentar ou diminuir a espessura da célula de acordo com as necessidades reais, sua versatilidade é ruim, o que também é a desvantagem do design sensível.
Quanto tempo durarão as baterias de polímero de lítio?
A bateria de polímero de lítio tem uma longa vida útil. Dura cerca 900 para 1,500 ciclos de carga desde carga total até exaustão e carga completa novamente.
A bateria de polímero de lítio dura mais que a de íon de lítio?
Ao comparar o desempenho dos dois, inevitavelmente envolverá a vida útil da bateria de íon de lítio versus bateria de polímero de lítio, que é uma parte importante da comparação. Quanto ao íon de lítio, se eles são carregados e descarregados uma vez por dia, em média, eles podem ser usados sobre 4,000 vezes (4000/365≈10,96). Obviamente, a bateria de íon de lítio dura mais que a bateria de polímero de lítio. Não tem nenhum efeito de memória, para que você possa carregá-lo quando precisar. Fazer isso também prolongará sua vida útil geral.
O que é melhor, Bateria de polímero de lítio VS íon de lítio?
Quando você compara bateria de íon de lítio com bateria de polímero de lítio, você pode se perguntar o que é melhor. Ambas as tecnologias modernas de bateria têm vantagens e desvantagens. O íon de lítio tem uma densidade de energia mais alta, sem efeito de memória, e um custo menor. No entanto, eles podem ser instáveis ou até explodir sob altas temperaturas ou pressões.
Bateria de polímero de lítio, por outro lado, são mais leves e flexíveis. Porque sua estrutura é sólida e seca, o risco de vazamento é baixo. No entanto, eles são mais caros que o íon de lítio, têm uma densidade de energia mais baixa, e ter uma vida útil mais curta. Nos últimos anos, com o avanço da tecnologia, íons de lítio usando eletrólitos em gel resolveram alguns problemas de segurança, tornando-os mais seguros e confiáveis.
Qual é a diferença entre íon de lítio e polímero de lítio ?
Quando se trata de baterias de polímero de lítio e baterias de íon de lítio, eles são diferentes em muitos aspectos.
Material eletrolítico
O íon de lítio usa um eletrólito líquido ou semelhante a gel que flui entre o ânodo e o cátodo da bateria, enquanto a bateria de polímero de lítio usa um eletrólito de polímero sólido ou coloidal, o que permite que ele seja projetado para ser mais fino, mais flexível, e em uma variedade de formas.
Entrega de energia
Os íons de lítio geralmente são capazes de produzir maior potência, o que os torna mais adequados em aplicações que exigem alta produção de energia.
Aspecto de custo
As baterias de íon de lítio são mais econômicas do que as baterias de polímero de lítio. As baterias de íon de lítio normalmente custam entre $30 e $650 cada, enquanto a bateria de polímero de lítio custa entre $100 e $3,300 cada, dependendo dos requisitos de qualidade e tensão da bateria.
Aspecto volumétrico
A bateria de polímero de lítio pode ser reduzida em relação à bateria de íon de lítio padrão. Isto significa que para o mesmo volume, íon de lítio pode armazenar mais energia.
Área de aplicação
Os íons de lítio são amplamente utilizados em sistemas UPS, Veículos elétricos, armazenamento de energia solar e outros campos, mas também para dispositivos portáteis, como telefones celulares, câmeras digitais e assim por diante. As baterias de polímero de lítio são mais comumente encontradas em alguns produtos que exigem design leve e pequena potência, como sistemas de alarme de carro, Fones de ouvido Bluetooth, e assim por diante.
Em geral, qual bateria escolher depende das necessidades específicas da aplicação, bem como a importância do custo, flexibilidade de potência e design.
Diferentes cenários de aplicação escolhem bateria de íon de lítio versus bateria de polímero de lítio?
Ao comparar bateria de íon de lítio versus bateria de polímero de lítio, o tipo de bateria que você deseja escolher depende dos diferentes tipos de cenários de aplicação e das preferências do usuário. Se você quer uma bateria com fonte de alimentação adequada, então as baterias de polímero de lítio serão a escolha ideal para você. No entanto, se você quiser mais potência, bateria de íon de lítio com melhores ciclos de bateria será a escolha perfeita para você.
Conclusão
Embora a bateria de íon de lítio versus bateria de polímero de lítio compartilhe a mesma base química para fornecer uma solução de energia portátil confiável, eles possuem características únicas que os tornam adequados para diferentes aplicações. Se você tiver alguma dúvida mais específica sobre íons de lítio ou quiser saber mais sobre qual aplicação é melhor para você, entre em contato com nossa equipe de tecnologia de bateria GycxSolar.
Perguntas frequentes
O que é melhor: bateria de íon de lítio versus bateria de polímero de lítio?
A escolha depende dos requisitos específicos do dispositivo ou aplicação; O íon de lítio fornece estabilidade e densidade de energia, enquanto a bateria de polímero de lítio oferece flexibilidade em formato e tamanho.
As baterias de íon de lítio duram mais do que as baterias de polímero de lítio?
Em geral, íons de lítio tendem a durar mais do que baterias de polímero de lítio, especialmente sob condições semelhantes de uso e carregamento.
Quantas vezes uma bateria de polímero de lítio pode ser recarregada?
Uma bateria de polímero de lítio bem conservada normalmente pode suportar cerca de 300 para 500 ciclos de carga antes que ocorra uma perda significativa de capacidade, mas a vida útil real depende dos padrões de uso e manutenção.
