Tagasi

Li-Po vs. Li-ion: Akude lõplik võiduvõit, mida te ei teadnud vajavat

Mida siis teie maailma toidab?

Vaata ümber. Sinu nutitelefon, sinu sülearvuti, juhtmevabad kõrvaklapid, mida kandad, võib-olla isegi sinu sõiduaja aia taga olev auto. Mida neil kõigil ühist on? Kõik need toimivad vaikse, ebatuntud kangelase – laetava aku – toel. Juba mitu aastakümmet on mobiilset energiat valitsenud kaks rasket tegurit samast perekonnast: liitiumioon (Li-ion) ja liitumpolümeer (Li-Po). Need kõlavad peaaegu täpselt sama, eks? Võid neid isegi vahetatavalt kasutamas näha. Aga siin on saladus: kuigi nad on sugulased, pole nad kindlasti kaksikud. Nende vahel on peenikesed, kuid olulised erinevused, mis mõjutavad kõike sinu telefonis õrna disainist lennukite ohutuseni. Kas sa kunagi imestled, miks su telefon on nii võimatult õhuke või miks tundub su akupuurik käes telliskivina? Vastus peitub tihti just selles, millist tüüpi aku sees asub. Seega võta metafooriline istekoht ringi äärt ja sukeldume sügavale liitiumioonide ja liitumpolümeeri aku maailma, et lõpuks arve kokku saada. Mis neid tegelikult eristab ja kes on tõeline meister tänapäeva energias?

Tutvuge klassikalise meistriega: liitiumioonakumulaator

Liitiumioonakumulaator on kogenud veterani, tõestatud võitja. See on tehnoloogia, mis tegelikult käivitas kandva elektroonika revolutsiooni. Mõelge klassikalsele 18650 elemendile – väikesele terascilindrile, mis sarnaneb natuke suurendatud AA patareile. Need on ehitusmaterjaliks loendamatute seadmete jaoks, alustades võimsatest taskulampidest ja sigaretisüsturitest kuni massiivsete aku komplektideni Teslas. Liitiumioonaku on hinnatud oma usaldusväärsuse, kõrge energia tiheduse (sellest hiljem rohkem) ja suhteliselt madala tootmise maksumuse poolest, tänu paljudele täiustamise aastatele. See on küps, tõestatud tehnoloogia, millele tootjad usaldavad.

Kuidas see töötab? Vedela maagia

Li-ioonakumulaator toimib alusel, et liitiumioone liigutatakse positiivse elektroodi (katoodi) ja negatiivse elektroodi (anoodi) vahel. Selle võimaldav võluaine on elektrolüüt. Traditsioonilises li-ioonakumulaatoris on see elektrolüüt põlev orgaaniline vedelik. Kogu süsteemi piiramiseks ja ohutuse tagamiseks on see vedelik koos elektroodidega suletud jäigas kaitsekarpis. Just see jäik karp on põhjuseks, miks enamik li-ioonakumulaatoreid on standarditud silindrilistes või prismaatilistes (ristkülikukujulistes) vormides. Selline disain on vajadusest tulenenud – vedeliku hoidmiseks ning lekkimise või kahjustuste ennetamiseks on tarvis tugevat mahuti.

Tuleb paindlik väljakutse: Liitium-polümeer (Li-Po) akku

Kui liitiumioon on kõva, usaldusväärne tööhobune, siis liitiumpolümeerakumulaator on paindlik, akrobaatlik uustulnuk. Kuigi tegu on tehniliselt liitiumioonakumulaatori tüübiga (kuna kasutatakse sama anoodi ja katoodi keemiat), erineb see ühe mängumuutjaga. See viskab välja reegli, mis ütleb, et aku peab olema kõva metallist purk. Li-Po akud on põhjuseks, miks meie seadmed võivad olla pleekijämedused, kumerad või kujundatud selliste väikeste ja ebamugavate ruumide jaoks, mida saab ainult ette kujutada. Mõelge nutikelladele, kaasaegsetele ultraraamatuarvutitele ja kõrge toimega RC-rehvile. Nende siluetid on tihtipeale võimalikud tänu Li-Po tehnoloogia paindlikkusele.

4-Pack USB-C Rechargeable 1.5V AA Li-ion Batteries 3600mWh-main-5.jpg

Salajane koostisosa: geel, mitte vedelik

Li-Po aku peamine uuendus on selle elektrolüüt. Selle asemel, et kasutada lendavat vedelikku, kasutatakse tahket või geeljumise polümeerelektrolüüti. Kujutage ette midagi, mille konistents on sarnane marjajäätisele. See polümeerelektrolüüt asetatakse anoodi ja katoodi kihtide vahele, mis seejärel suletakse pehmesse, paindlikku fooliumipaketti. Just see pakendilaadne ehitus annab Li-Po akudele nende uskumatu mitmekülgsuse. Neile ei ole vaja rasket, kõvast metallist kaitsekotti, mistõttu need on kergemad ja neid saab kujundada peaaegu igasugusesse vormi, mida disainer ainult välja mõelda suudab.

Peaüritus: Li-Po vs. Li-ioon otseses võitluses

Hästi, nüüd, kui me oleme vastaskonnaga tuttavad, paneme need üksteise kõrvale ja võrdleme otsekohtus, arvestades tegelikult olulisi kriteeriume.

Ring 1: Kuju muutja – välimus ja paindlikkus

See on Li-Po löögiplaks. Kuna neil pole vaja kõvast metallist korpust, saab Li-Po akuid valmistada eriti õhukeses ja kohandatud kuju, mille võib kujundada seadme sisekülge täielikult ära kasutama, maksimeerides aku mahtu kompaktsetes toodetes. Li-ioonakud, mida piiravad nende silindrilised või prismaatilised metallkotid, on palju vähem paindlikud. Tootearendajatele, kes loovad järgmise põlvkonna ultraväga peenikiulise tehnoloogia, on Li-Po selgete eelistega võitja.

Võitja: Liitium-polümeer

Voor 2: Energiatihedus – kes pakib rohkem tuge?

Energia tihedus viitab sellele, kui palju energiat aku suhteliselt oma suuruse või kaalu järgi mahutab. See võitlus on tihe, võib-olla isegi tihtsam, kui sa arvad. Ajalooliselt on traditsioonilisel tsülindrilisel Li-ioonakul (nagu 18650) olnud veidi eeskuju energia tiheduses. Nende tihedalt pakitud, kõva konstruktsioon on eriti efektiivne. Siiski jõuab Li-Po tehnoloogia kiiresti järele. Kuigi üksik Li-ioonraku tihedus võib olla suurem, võimalus luua kohandatud kuju Li-Po aku, mis täidab terve seadme korpuse, võib mõnikord viia kõrgema üldmahuga lõpptootesse. Hetkel hoiab siiski Li-ioonrakkude puhul rakult-rakule väga kitsas edu.

Võitja: Li-ioon (hair)

4-Pack USB-C Rechargeable 1.5V AA Li-ion Batteries 3600mWh-main-2.jpg

Voor 3: Ohutusetaone – stabiilsus ja risk

Turvalisus on suur mure. Li-ioonakude vedel elektrolüüt on äärmiselt süttiv. Kui element läbib, üle laaditakse või kui see on väga kuum, võib tekkida ohtlik sündmus, mida nimetatakse "soojusläbipõrgeks", kus element paiskab välja tuld ja süttivat gaasi. Rõhu piiramiseks on kujundatud jäik metallkarp, kuid siiski võivad tekkida rikkeid. Li-Po akude geelilaadne elektrolüüt on vähem lendav ja vastupidavam füüsiliste kahjustuste suhtes. Kui Li-Po kotikese läbitakse, on tõenäolisem, et see paisub või eraldab gaasi, mitte et põleb vägivaldselt. Seega peetakse neid üldiselt turvalisemaks valikuks, kuigi nende puhul on endiselt vaja hoolitseda õige hoolduse ja laadimissüsteemide eest, et vältida paisumist ja kahjustusi.

Võitja: Liitium-polümeer

Voor 4: Hind – Kuluküsimus

Tootmise efektiivsus on oluline. Li-ioonakud on olnud juba kaua massitootevuses. Tooteprotsessid on standardiseeritud ja maksimaalselt optimeeritud, mistõttu nende tootmine on oluliselt odavam. Li-po akude tootmine on keerulisem ja kallim protsess. See hinnavahe on suur põhjus, miks li-ioonrakud on endiselt eelistatud valik siis, kui eelarve on oluline tegur ja sobib tavaline kuju, näiteks tööriistades või odavates laadimispankides.

Võitja: Li-ioon

Voor 5: Eluiga – Pikk distants

Eluiga ehk tsükliiga viitab sellele, kui palju kordi aku võib laadida ja tühjendada, enne kui selle mahutavus oluliselt halveneb. Selles kategoorias on mõlemad aku tüübid üsna sarnased ja eluiga sõltub tihtipeale rohkem konkreetse keemilise koostise, tootmiskvaliteedi ning kasutusviisist (nt laadimisharjumused, töötemperatuur) sellest, kas aku on liitiiumiooniline või liitiumpolümeeriline. Mõlemad suudavad korralikul hooldusel vastu pidada sadade kuni tuhandete tsüklite vältel. Siin pole võitjat võimalik selgelt välja tuua.

Võitja: Viigimäng

4-Pack USB-C Rechargeable 1.5V AA Li-ion Batteries 3600mWh-main-6.jpg

Sinu meisterlase valimine: milline aku sobib tööks parimalt?

Niisiis, kes võidab vöö? Tõde on selles, et ühtegi ainus võitjat pole. „Parim“ aku on see, mis sobib parimalt konkreetseks kasutusotstarbeks. See on klassikaline näide õige tööriista valimisest õigeks tööks. * Vali liitiumioon (Li-ion), kui: hind on esmatähtis, vajad robustset ja vastupidavat kuju ning standardne silindrilise või prismaatilise kuju sobib sinu seadmega. Mõtle tööriistadele, elektrilisteelekitele, suurtele laadimispangadele ja elektriautode akupakkidele. * Vali liitiumpolümeer (Li-Po), kui: toote disaini jaoks on oluline õhuke, kerge või kohandatud kuju. Ohutus on kõrgeim prioriteet ja väiksem kaal on kriitiline. Mõtle nutitelefonidele, tablettidele, droonidele, kandvatihendustele ja raadiokontrolliga sõidukitele.

Lõplikud mõtted: See ei ole võistlus, vaid koostöö

Lõppude lõpuks ei ole Li-Po ja Li-ioonide vaheline võitlus ühe teise võidu üle. Pigem on tegemist mitmekesise tööriistakomplektiga, mis toidab meie järjest keerukamat ja mitmekülgsemat tehnoloogilist maailma. Li-ioonide kõva, kuluefektiivne võimsus toidab meie tööhobuseid, samas kui Li-Po paindlik ja kerge olemus võimaldab meile soovitud sujuvat, liigutavat innovatsiooni. Need on ühe ja sama võimsa mündi kaks külge, mis pidevalt arenevad ja tõstavad seda, mis on võimalik. Järgmine kord, kui võtate kätesse seadme, veenduge hetkeks, et hinnata toimel salvestunud uskumatut inseneriteadust. Kas tegemist on soliidses veteraniga või paindliku akrobaadiga – see aku on teie kaasaegse elu vaikiv mootor.