Артқа

Li-Po және Li-ion: Сіздің білуіңіз керек болған соңғы аккумулятор салыстыруы

Сонымен, Сіздің әлеміңізді немен қамтамасыз етеді?

Айналаңызға қараңыз. Сіздің смартфоныңыз, ноутбук, құлаққаптарыңыз, мүмкін тұрағыңыздағы көлік. Олардың бәрінде не ортақ? Бәрі де тынымсыз, белгісіз батырмен — қайта зарядталатын аккумулятормен жұмыс істейді. Оншақты жылдар бойы портативті электр энергиясының әлемін бір отбасының екі ауыр салмақты түрі басқарды: Литий-ионды (Li-ion) және Литий-полимерлі (Li-Po). Олар толық бірдей емес пе? Сіз оларды бір-бірінің орнына қолданып жүрген шығарсыз. Бірақ сыр мынада: олар туыс болса да, егіз емес. Олардың арасындағы айырмашылықтар өте сәйкес, бірақ маңызды — бұл сіздің телефонның жұқа дизайннан бастап дронның қауіпсіздігіне дейінгі бәрін әсер етеді. Телефоныңыздың неге қаншалықты жұқа екенін немесе электробұрғыңыздың неге кірпіш секілді сезілетінін ешқашан ойландыңыз ба? Жауап жиі оның ішіндегі аккумулятор түрінде жатыр. Сондықтан метафоралық көрермен орындарыңызға отырыңыз, Li-ion және Li-Po аккумуляторларының қызықты әлеміне терең салыңыз және соңында есептестік. Шынымен олардың айырмашылығы неде және қазіргі заманның энергия чемпионы кім?

Классикалық чемпионмен танысыңыз: Литий-ионды (Li-ion) аккумулятор

Литий-ионды аккумулятор — бұл тәжірибелі ветеран, белгілі бір уақыттағы лидер технология. Бұл портативті электрониканың дәуірін шынымен бастаған технология. Классикалық 18650 элементін елестетіңіз — көлемі үлкенірек AA батареяға ұқсайтын кішкентай болат цилиндр. Олар жоғары қуатты фонариктен бастап, электрондық темекі шылапқыштар мен Tesla автокөлігіндегі үлкен аккумуляторлық блоктарға дейінгі сансыз құрылғылардың негізі болып табылады. Литий-ионды аккумуляторлар сенімділігі, жоғары энергия тығыздығы (одан төменде толығырақ айтылады) және ондаған жылдар бойы жетілдірілген өндіріс технологиясы арқасында салыстырмалы түрде төмен өндіру құны үшін бағаланады. Бұл өндірушілерге сенімді, дәлелденген, пайдаланылған технология.

Ол қалай жұмыс істейді? Сұйық сиқыр

Негізінде пішінді литий-иондық аккумулятор оң электрод (катод) және теріс электрод (анод) арасындағы литий иондарын алмастыру арқылы жұмыс істейді. Бұл процесті мүмкіндік ететін сиқырлы компонент — электролит. Дәстүрлі литий-иондық аккумуляторда бұл электролит - қауіпті органикалық сұйықтық. Барлығын қауіпсіз ұстау үшін, бұл сұйық және электродтар қатты, қорғаныш металдан жасалған қаптамаға тығыз орналасады. Осы қатты қабықшаның арқасында көбінесе литий-иондық аккумуляторлар стандартталған цилиндрлі немесе призматикалық (тікбұрышты) пішіндерде келеді. Бұл конструкция қажеттіліктен туындады — сұйықтықты ұстап, аққын мен зақымданудан сақтау үшін берік ыдыс қажет.

Икемді бәсекелестің пайда болуы: Литий-полимерлік (Li-Po) аккумулятор

Егершегі іондық батарея - қатты және сенімді жұмысшы болса, онда Литий-полимерлік батарея - жаңадан келген, шебер және сергек жан. Техникалық тұрғыдан алғанда ол Li-ion батареяның бір түрі (себебі ол анод пен катод химиясын сол қалпында қолданады), бірақ бір ерекшелігі бар. Ол батареяның қатты металл ыдыста болуы керек деген ережені тастап жібереді. Li-Po батареялар арқасында біздің құрылғыларымыз өте жұқа, иілгіш немесе ең кішкентай және ыңғайсыз кеңістіктерге сәйкес келетіндей етіп жасалуы мүмкін. Ақылды сағаттар, заманауи ультрабуктар мен жоғары өнімді RC дрондар туралы ойланыңыз. Олардың жылтыр дизайндары жиі Li-Po технологиясының икемділігі арқасында ғана мүмкін болады.

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

Құпия компонент: Сұйық емес, гель

Li-Po аккумулятордағы негізгі жаңашылық – электролит. Ұшпа сұйықтың орнына, ол қатты немесе гель тәрізді полимер электролитті пайдаланады. Шұбаттың дәмі бар нәрсе сияқты тұтқырлықты елестетіңіз. Бұл полимер электролит анод пен катод қабаттарының арасында орналасады, содан кейін жұмсақ, икемді фольга қапшыққа орнатылады. Осы қапшық тәрізді құрылым Li-Po аккумуляторларына таңғажайып көптүрлілік береді. Олар ауыр, қатты металл қорапқа ия болмайды, бұл оларды жеңілдетеді және дизайнер қиялындағы кез келген пішінді қабылдауға мүмкіндік береді.

Негізгі оқиға: Li-Po және Li-ion-ның бір-бірімен шығындастырылуы

Жарайды, енді біз қатысушылармен таныстық, оларды нақты маңызды метрикалар бойынша шектері жоқ салыстыруда бір қатар қояйық.

1-раунд: Пішін өзгертуші – пішін факторы мен икемділік

Бұл Li-Po-ның соққысы. Қатты металл қорапшаға мұқтаж болмауы себебінен Li-Po аккумуляторлары ерекше жұқа және тиесілі пішінде шығарылуы мүмкін. Олар құрылғы ішіндегі соңғы бұрыштар мен саңылауларды толтыру үшін пішінделуі мүмкін, осылайша компакт өнімде аккумулятор сыйымдылығын максималдандырады. Цилиндрлі немесе призматикалық металл қорапшалармен шектелген Li-ion аккумуляторларына қарағанда оларға әлдеқайда көбірек икемділік тән. Келесі ұрпақ ультра жұқа технологияларын жасайтын өнім дизайнерлері үшін Li-Po шексіз жеңімпаз болып табылады. Жеңімпаз: Литий-полимер

2-тур: Энергия тығыздығы - Кімнің қуаты көбірек?

Энергия тығыздығы — батареяның өлшеміне немесе салмағына қатысты қанша қуат сақтай алатынын білдіреді. Бұл жерде күткеннен қаттырақ теңгеріс болды. Тарихи тұрғыдан алғанда, дәстүрлі цилиндрлік Li-ion ұяшықтар (мысалы, 18650) энергия тығыздығы жағынан сәл артықшылыққа ие болды. Олардың тығыз орналасқан, қатты конструкциясы өте тиімді. Дегенмен, Li-Po технологиясы тез қуғынды жасап келеді. Жеке Li-ion ұяшық тығызырақ болуы мүмкін болса да, құрылғы шассисінің барлық кеңістігін толтыратындай етіп, пішінін өзгертіп жасалған Li-Po батарея жасау мүмкіндігі кейде соңғы өнімде жалпы сыйымдылықтың жоғары болуына әкелуі мүмкін. Әзірге ұяшықтарды ұяшықпен салыстырғанда Li-ion өте аз артықшылықпен алда. Жеңімпаз: Литий-ионды (өте аз айырмамен)

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

3-раунд: Қауіпсіздік бойынша сайыс — тұрақтылық пен қауіп

Қауіпсіздік - үлкен мәселе. Литий-ионды аккумуляторлардағы сұйық электролит өте жанғыш. Ұяшық тесілген, артық зарядталған немесе өте жоғары температураға ұшыраған жағдайда «жылулық бас көтеру» деп аталатын қауіпті жағдай туындауы мүмкін, оның нәтижесінде ұяшықтан от пен жанғыш газ бөлініп шығады. Қатты металл қорап осы қысымды ұстап тұру үшін жасалған, бірақ дұрыс жұмыс істемеулерге әлі де мүмкіндік бар. Литий-полимерлі аккумуляторлардағы желатинді электролит физикалық зақымдануға төзімдірек және азырақ қауіпті. Егер литий-полимерлі пакет тесілсе, ол қатты жануға қарағанда ісінуі немесе газ бөлуі мүмкін. Бұл оларды жалпы алғанда қауіпсіз нұсқа деп есептеуге мүмкіндік береді, бірақ ісіну мен зақымдануды болдырмау үшін оларға тиісті күтім мен зарядтау тізбектері қажет. Жеңімпаз: Литий-Полимер

4-ШАЙ: Бағасы - Шығын мәселесі

Өндіру тиімділігі маңызды. Литий-ионды аккумуляторлар ұзақ уақыт бойы массалық өндірісте шығарылады. Бұл процестер стандарттандырылған және жоғары дәрежеде оптимизацияланған, сондықтан оларды өндіру кезінде қажетті шығындар едәуір аз болады. Литий-полимерлі аккумуляторларды өндіру күрделірек және қымбат үдеріс. Осы шығындар айырмашылығы литий-ионды элементтерді қоржындар мен электр құралдары сияқты бюджетке бағытталған және стандартты пішін қабылданатын қолдануларда негізгі таңдау болып тұратынының басты себебі. Жеңімпаз: Lithium-Ion

5-раунд: Қызмет ету мерзімі - Ұзақ қашықтыққа

Қызмет ету ұзақтығы немесе циклдық өмір батарея сыйымдылығы күрт төмендемесіне дейін оны қанша рет зарядтау және разрядтауға болатынын көрсетеді. Бұл санатта екі батарея түрі де ұқсас, сонымен қатар қызмет ету ұзақтығы көбінесе литий-ионды немесе литий-полимерлі болуына қарағанда, нақты химиялық құрамына, өндіру сапасына және батареяны қолдану тәсіліне (мысалы, зарядтау әдеттері, жұмыс температурасы) байланысты болады. Екеуі де тиімді пайдаланылса, әдетте жүздеген немесе мыңдаған циклдарға шыдайды. Айқын жеңімпазды анықтау мүмкін емес. Жеңімпаз: Табиғи

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

Жеңімпазды таңдау: Қайсы батарея жұмысқа лайық?

Сонымен, иынды кім жеңіп алады? Шындығына келсек, жалғыз чемпион жоқ. «Ең жақсы» батарея — бұл нақты бір қолдануға ең жаракаты батарея. Бұл дәстүрлі түрде дұрыс жұмысты дұрыс құралмен орындау мысалы. * Литий-ионды (Li-ion) таңдаңыз, егер: Құны негізгі мәселе болса, сізге берік және ұзақ қызмет ететін пішін керек болса және стандартты цилиндрлі немесе призматикалық пішін құрылғыңызға лайық болса. Құралдар, электросамокаттар, үлкен аккумуляторлар, электр көліктерінің батарея блоктары туралы ойлаңыз. * Литий-полимерлік (Li-Po) таңдаңыз, егер: Жұқа, жеңіл немесе қажетті өзгертілген пішін өнімнің дизайны үшін маңызды болса. Қауіпсіздік басым бағыт болса және массаның жеңілдігі өте маңызды болса. Смартфондар, планшеттер, дрондар, тағатын құрылғылар мен радиобасқарылатын көліктер туралы ойлаңыз.

Қорытынды ой: Бұл жарыс емес, бұл ынтымақтастық

Технологиялық әлемнің барынша күрделі және әртүрлі болып келе жатқан шағымызда литий-полимерлі және литий-ионды аккумуляторлар арасындағы сайыс олардың біреуінің жеңілуі туралы емес, әлдеқайда көптеген құралдар жиынтығының болуы туралы. Литий-ионды аккумуляторлардың қатты және қолайлы құны біздің негізгі құрылғыларымызды жұмыс істетеді, ал литий-полимерлі аккумуляторлардың икемді және жеңіл табиғаты біз талап ететін жұмыр, портативті инновацияларға мүмкіндік береді. Олар бір қуатты теңгенің екі жағындай, үнемі дамып отырады және мүмкіндіктің шекарасын итермелейді. Келесі рет құрылғыны қолыңызға алған кезде, оның энергия көзінде орналасқан тамаша инженерлік шешімдерді бағалау үшін бір сәт тоқтап тұрыңыз. Ол қатты ветеран немесе икемді акробат болсын, сол аккумулятор сіздің заманауи өміріңіздің үндемейтін қозғалтқышы.