Li-Po proti Li-ion: Končni obračun baterij, za katerega niste vedeli, da ga potrebujete

Tajni sestavni del: gel, ne tekočina

Ključna inovacija litij-polimernih (Li-Po) akumulatorjev je elektrolit. Namesto hlapne tekočine uporablja trdno ali želatinsko polimerne elektrolite. Predstavljajte si nekaj z konsistenco medvedka. Ta polimerni elektrolit je postavljen med plasti anode in katode, ki so nato zapakirane v mehko, prilagodljivo folijo. Ravno ta konstrukcija v obliki vrečke omogoča litij-polimernim akumulatorjem neverjetno raznolikost. Ne potrebujejo težkega, togega kovinskega ohišja, kar jih dela lažjimi in omogoča njihovo oblikovanje v skoraj vsako želeno obliko, ki jo lahko oblikovalec zamisli.

Glavni dogodek: Li-Po proti Li-ion – neposredna primerjava

Dobro, sedaj, ko poznamo tekmovalca, ju postavimo eden nasproti drugega v brezizgovorno primerjavo glede na metrike, ki resnično štejejo.

Krog 1: Spreminjalec oblik – oblika in prilagodljivost

To je Li-Pojev odločilni udarec. Ker ne potrebujejo trdne kovinske ohišja, se lahko Li-Po akumulatorji izdelujejo v izjemno tankih in prilagojenih oblikah. Lahko jih oblikujejo tako, da zapolnijo vsak še tako majhen prostor znotraj naprave, s čimer maksimizirajo kapaciteto baterije v kompaktnem izdelku. Li-ion akumulatorji, omejeni zaradi svojih cilindričnih ali prizmatičnih kovinskih ohišij, so veliko manj prilagodljivi. Za oblikovalce izdelkov, ki ustvarjajo naslednjo generacijo ultra tankih tehnologij, je Li-Po nedvomni zmagovalec.

Zmagovalec: Lithium-Polymer

Krog 2: Gostota energije – Kdo ponuja več moči?

Gostota energije se nanaša na količino energije, ki jo lahko baterija shrani v razmerju do svoje velikosti ali teže. To primerjavo je tesnejša, kot bi morda pričakovali. Zgodovinsko gledano imajo tradicionalne cilindrične Li-ion celice (kot na primer 18650) nekoliko večjo prednost v gostoti energije. Njihova tesno pakirana, trdna konstrukcija je izjemno učinkovita. Vendar tehnologija Li-Po hitro nadmaka. Čeprav je posamezna Li-ion celica bolj goste, sposobnost izdelave Li-Po baterije po meri, ki zapolni celoten ohišje naprave, včasih pripelje do višje skupne zmogljivosti končnega izdelka. Zaenkrat ima Li-ion na ravni primerjave celica z celico zelo majhno prednost.

Zmagovalec: Lithium-Ion (za las)

Tretji krog: Ples varnosti – stabilnost in tveganje

Varnost je zelo pomembna. Tekoči elektrolit v litij-ionskih baterijah je zelo vnetljiv. Če se celica prebode, preveč napolni ali izpostavi ekstremnim temperaturam, lahko pride do nevarnega dogodka, imenovanega »termalni zagon«, pri katerem celica izloča ogenj in vnetljiv plin. Trda kovinska ohišja so zasnovana tako, da zadržijo ta tlak, vendar lahko še vedno pride do okvar. Želevast elektrolit v litij-polimernih baterijah je manj nestabilen in bolj odporen proti fizičnim poškodbam. Če se vrečka Li-Po prebode, je verjetneje, da nabrekne ali sprosti plin, namesto da bi silovito zagorela. Zato jih na splošno štejemo za varnejšo možnost, čeprav zahtevajo ustrezno oskrbo in polnilna vezja, da se prepreči nabreknilost in poškodbe.

Zmagovalec: Lithium-Polymer

Krog 4: Cenovka – Vprašanje stroškov

Proizvodna učinkovitost je pomembna. Litijevo-ionske baterije se proizvajajo že dolgo časa v velikih količinah. Postopki so standardizirani in zelo optimizirani, kar jih naredi bistveno cenejše za proizvodnjo. Proizvodnja litijevo-polimernih baterij je bolj zapleten in dražji postopek. Ta razlika v stroških je glavni razlog, zakaj litijevo-ionske celice še vedno ostajajo najpogosteje izbirana rešitev za uporabe, kjer je proračun ključen dejavnik in je sprejemljiva standardna oblika, na primer pri električnih orodjih ali cenovno dostopnih prenosnih napajalnikih.

Zmagovalci: Litijevo-ionske

Krog 5: Življenjska doba – Prevožena razdalja

Življenjska doba, oz. število ciklov, se nanaša na to, kolikokrat se lahko baterija polni in prazni, preden se njena zmogljivost znatno poslabša. V tej kategoriji sta oba tipa baterij precej podobna, življenjska doba pa pogosto bolj odvisna od specifične kemijske sestave, kakovosti proizvodnje in načina uporabe (npr. navade polnjenja, obratovalna temperatura) kot od tega, ali gre za litijevo-ionsko (Li-ion) ali litij-polimerno (Li-Po) baterijo. Oba tipa lahko ob primerni oskrbi prenesejo stotine do tisoče ciklov. Ni mogoče jasno določiti zmagovalca.

Zmagovalka: Neodločeno

Izbira zmagovca: Katera baterija je primerna za delo?

Torej, kdo dobi pas? Resnica je, da ni enotnega zmagovalca. »Najboljša« baterija je tista, ki je najboljša za določeno uporabo. To je klasičen primer uporabe pravega orodja za pravo opravilo. * Izbirajte litij-ionske (Li-ion) baterije, kadar: je cena glavna zadeva, potrebujete robustno in trpežno obliko ter bo standardna cilindrična ali prizmatična oblika ustrezala vaši napravi. Pomislite na električna orodja, električne kolesa, velike prenosne baterije in baterijske pakete za električna vozila. * Izbirajte litij-polimerne (Li-Po) baterije, kadar: je za dizajn izdelka bistveno tanek, lahko težo ali posebna oblika, varnost pa ima najvišjo prioriteto in je lahek teža ključnega pomena. Pomislite na pametne telefone, tablice, dronove, nosljive naprave in RC vozila.

Zaključne misli: Ni tekma, temveč sodelovanje

Na koncu dneva boj med Li-Po in Li-ion ni o tem, da bi eden premagal drugega. Gre namreč za raznolik nabor orodij za napajanje našega vedno bolj zapletenega in raznolikega tehnološkega sveta. Trdna, cenovno učinkovita moč Li-ion baterij poganja naše delovne konje, medtem ko omogoča prožna in lahka narava Li-Po baterij vitke, prenosne inovacije, ki si jih želimo. Sta dve strani istega močnega kovanca, nenehno evolvirata in razširjata meje tega, kar je mogoče. Ko naslednjič dvignete napravo, si vzemite trenutek, da cenite neverjetno inženirstvo, zgoščeno v njenem viru energije. Bilo da gre za trdnega veterana ali prožnega akrobata, ta baterija je tihi motor vašega sodobnega življenja.