رایج ترین انواع باتری ها لیتیوم پلیمر و لیتیوم یون هستند. چه ویژگی هایی دارند؟

اطلاعات باتری لیتیوم پلیمری

V باتری های لیتیوم پلیمرییک الکترولیت پلیمری جامد درگیر است. در اولین نمونه های باتری از نوع مورد بحث که در دهه 70 ایجاد شد، عمدتاً در نسخه خشک وجود داشت. این الکترولیت در واقع جریان الکتریکی را هدایت نمی کند، اما می تواند یون های تشکیل شده توسط ترکیبات لیتیوم را مبادله کند. در دستگاه های مدرن - لپ تاپ، تلفن همراه، گجت ها - از باتری هایی استفاده می شود که حاوی مقدار مشخصی الکترولیت به شکل ژل نیز هستند.

باتری های لیتیوم پلیمری بر اساس اندازه و وزن خود قادر به ارائه سطوح بالایی از چگالی توان هستند. آنها با تخلیه نسبتاً کم خود مشخص می شوند، به اصطلاح اثر حافظه ندارند - زمانی که یک باتری شارژ شده در حین استفاده گاهی اوقات فقط به سطحی تخلیه می شود که مربوط به لحظه شارژ باتری است (یعنی لزوماً به صفر)، و همچنین می تواند در محدوده دمایی وسیعی کار کند.

با این حال، باتری های لیتیوم پلیمری همیشه ایمن نیستند - به خصوص اگر بیش از حد گرم شوند یا شارژ آن ها خیلی طول بکشد. باتری های این نوع حدود 800-900 چرخه عملیاتی دارند که در آن سطح از دست دادن ظرفیت از 20٪ تجاوز نمی کند. باتری پس از 2 سال کارکرد، 20 درصد عملکرد خود را از دست می دهد، حتی اگر از آن استفاده نشود، اما در انبار باشد.

باتری های لیتیوم پلیمری اغلب بسیار کوچک هستند - از نظر تئوری، امکان تولید باتری هایی با ضخامت حدود یک میلی متر وجود دارد. استفاده از محفظه فلزی در ساخت آنها اختیاری است.

حقایق باتری لیتیوم یون

طرح باتری لیتیوم یونیشامل الکترودها و جداکننده‌هایی است که معمولاً با الکترولیت مایع آغشته می‌شوند. اولی با کاتدهای آلومینیوم و آند مس نشان داده می شود. بار الکتریکی در این نوع باتری ها توسط یک یون لیتیوم با بار مثبت حمل می شود که این قابلیت را دارد که در شبکه های کریستالی مواد دیگر جاسازی شود و در نتیجه ترکیبات جدیدی را تشکیل دهد. کاتدها در باتری‌های لیتیوم یون مدرن معمولاً با ترکیبات لیتیوم با کبالت، نیکل، منگنز و فسفات آهن نشان داده می‌شوند.

باتری های این نوع، مانند محصولات لیتیوم پلیمری، با تخلیه خود کم مشخص می شوند، اما در مصرف انرژی کمی از آنها فراتر می روند. برای حفظ عملکرد، باتری های لیتیوم یونی نیازی به شارژ و دشارژ دوره ای ندارند.

مدل‌های قدیمی باتری‌های لیتیوم یونی برای کارکرد غیرایمن تلقی می‌شوند، اما آن‌هایی که شامل سلول‌های فسفات لیتیوم-آهن هستند، قابل اعتماد هستند. مانند دستگاه های لیتیوم پلیمری، این نوع باتری با گذشت زمان - حتی اگر استفاده نشود - ظرفیت خود را از دست می دهد.

مقایسه

تفاوت اصلی بین یک باتری لیتیوم پلیمر و یک باتری لیتیوم یونی در استفاده از یک الکترولیت عمدتا خشک در ساختار اولی (با درصد کمی ژل) نهفته است، در حالی که در دومی، به طور معمول، یک الکترولیت مایع است. استفاده شده. این امکان پیش از هر چیز، عدم استفاده از پوسته فلزی در ساخت باتری های لیتیوم پلیمری و تولید باتری با اندازه و ضخامت کوچک را از پیش تعیین می کند. در باتری های لیتیوم یون، به نوبه خود، لازم است - در غیر این صورت الکترولیت به بیرون نشت می کند. اهمیت استفاده از غلاف فلزی می تواند کاهش اندازه تولید کنندگان باتری را دشوار کند.

پس از تعیین تفاوت بین پلیمر لیتیوم و باتری لیتیوم یونی، نتایج را در یک جدول کوچک منعکس خواهیم کرد.

جدول

باتری های لیتیوم پلیمری	باتری های لیتیوم یون
چه چیز مشترکی با هم دارند؟
آنها اصول کلی برای انتقال بار الکتریکی دارند - با استفاده از ترکیبات لیتیوم
با خود تخلیه کم مشخص می شود
بدون اثر حافظه
یک عیب رایج در قالب کاهش ظرفیت در طول زمان وجود دارد.
چه تفاوتی بین آنها وجود دارد؟
در ساختار آنها یک الکترولیت جامد (با افزودن ژل) وجود دارد.	یک الکترولیت مایع در ساختار آنها وجود دارد
به غلاف فلزی نیاز ندارد و می تواند اندازه کوچکی داشته باشد	به یک پوسته فلزی نیاز دارد، که آنها را بزرگتر از باتری های لیتیوم پلیمری می کند
مصرف انرژی کمی کمتر داشته باشید	مصرف انرژی کمی بالاتر داشته باشد

شارژرهای قابل حمل به بخشی ضروری از زندگی روزمره مدرن تبدیل شده اند. کیفیت باتری ها شرط اصلی عملکرد، کارایی و ایمنی آنهاست. تولید کنندگان شارژر از دو نوع باتری در طراحی استفاده می کنند - لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر. برای یک مصرف کننده معمولی که با ویژگی های انواع مختلف آشنا نیست، اغلب انتخاب یک یا نوع دیگری از باتری مشکل ساز می شود.

چه تفاوتی بین این گونه ها وجود دارد که انتخاب صحیح تر است - همه این سؤالات به دانش دقیق هر نوع نیاز دارند. در این مقاله ویژگی‌های باتری‌های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری را معرفی می‌کنیم، آنها را با ویژگی‌های فنی، روش‌های شارژ و عمر مفید آن‌ها آشنا می‌کنیم.

تفاوت بین باتری های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر

مدل های باتری که با استفاده از فناوری های مختلف تولید می شوند، عملکرد یکسانی را انجام می دهند. ویژگی های طراحی هر نوع بر توان گزارش شده، عمر سرویس و درجه حفاظت در برابر انفجار تأثیر می گذارد. نمی توان به صراحت گفت که یک نوع باتری مدرن تر از یک باتری قدیمی بهتر است. هر دو فناوری مزایا و معایبی دارند. مدل های Li-pol و Li-ion طرح های عملیاتی مشابهی دارند، اما در پیکربندی و پارامترهای فنی متفاوت هستند.

برای درک اینکه کدام بهتر است - Li-polymer یا Li-ion، هر نوع را به طور جداگانه به تفصیل در نظر خواهیم گرفت. مقایسه انواع باتری ها و انتخاب در جهت یک نوع یا دیگری باید با توجه به شاخص های زیر باشد:

• قیمت؛
• نسبت وزن به ظرفیت؛
• ایمنی؛
• استفاده مورد نظر در یک دستگاه برای یک هدف خاص؛
• حالت دمایی عملکرد

هنگام انتخاب یکی از این دو نوع، دامنه و توانایی های مالی را در نظر بگیرید.

باتری های لیتیوم یون: ویژگی ها و ویژگی ها

در ابتدا، مدل های مبتنی بر لیتیوم با استفاده از منگنز و کبالت به عنوان عنصر اصلی (الکترولیت فعال) تولید شدند. باتری های لیتیوم یون مدرن دستخوش تغییرات طراحی شده اند. بهره وری آنها به ماده مورد استفاده بستگی ندارد، بلکه به ترتیب قرار گرفتن عناصر در بلوک بستگی دارد. اجزای یک باتری لیتیوم یونی مدرن الکترودها و جداکننده هستند. مواد - آلومینیوم و مس (آند مس و فویل آلومینیوم به عنوان پایه کاتد).

گیره های مخصوص جمع کننده جریان، اتصال داخلی آند و کاتد را فراهم می کند و اشباع الکترولیتی توده جداکننده، محیط مساعدی را برای سرویس شارژ ایجاد می کند. بارهای مثبت یون های لیتیوم باعث ایجاد واکنش های شیمیایی، تشکیل پیوند و تولید انرژی می شود. اصل عملکرد منبع تغذیه لیتیوم یون مشابه عملکرد یک باتری ژل با اندازه کامل است.

باتری های لیتیوم پلیمری

از آنجایی که مدل های لیتیوم یونی با بسیاری از وظایف مدرن کنار نمی آیند، به تدریج با عناصر پلیمری جایگزین شدند. باتری های لیتیوم یون چندان ایمن نبودند و بسیار گران بودند. برای رفع این کاستی ها و مشکلات عملکرد، برای کارآمدتر کردن باتری ها، توسعه دهندگان تصمیم گرفتند الکترولیت را تغییر دهند. به جای اشباع کردن جداکننده متخلخل، از الکترولیت های پلیمری در طراحی باتری استفاده شد.

سلول لیتیوم پلیمری دارای ضخامت 1 میلی متر است که اندازه باتری را فشرده می کند. جایگزینی الکترولیت های مایع با لایه های پلیمری خطر اشتعال بالای باتری را از بین برد و آن را ایمن کرد. جدول مقایسه زیر به شما کمک می کند تا به وضوح تفاوت Li-ion با Li-Pol را مشخص کنید.

مشخصات فنی	لیتیوم یون	Li-Pol
شدت انرژی		کم است، تعداد چرخه های شارژ و دشارژ کمتر است
اندازه استاندارد	انتخاب کوچک	انتخاب بالا، استقلال از قالب سلولی استاندارد
	کمی سنگین تر
		تقریباً دو برابر در همان اندازه بالا است
طول عمر	در مورد همان	در مورد همان
خطر انفجار و آتش سوزی	بالاتر	محافظت داخلی در برابر نشت الکترولیت و شارژ بیش از حد
زمان شارژ
	تا 0.1٪ ماهانه	کمتر فعال

طراحی دستگاه های باتری پلیمری-لیتیومی وجود الکترولیت به صورت مایع یا ژل را کاملاً از بین می برد. هنگام در نظر گرفتن اصل عملکرد منابع تغذیه مدرن خودرو، به وضوح می توانید تفاوت فناوری را تصور کنید. نگرانی های ایمنی منجر به حذف الکترولیت های مایع از فعالیت های روزمره شده است. اما تا همین اواخر، از ساختارهای متخلخل آغشته شده در باتری خودروها استفاده می شد.

معرفی سلول های پلیمری-لیتیومی قبلاً مبنای حالت جامد را در نظر گرفته بود. یک تفاوت مشخص با باتری های لیتیوم یونی، فرآیند تماس صفحه ماده فعال با لیتیوم و جلوگیری از تشکیل دندریت در حین دوچرخه سواری است. این ویژگی است که از سلول های باتری در برابر آتش یا انفجار محافظت می کند.

طول عمر

هر دو باتری لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر در معرض پیری شدید هستند. آنها حدود نهصد چرخه شارژ کامل را ارائه می دهند که پس از آن غیر قابل استفاده می شوند. در این مورد، مهم نیست که عملکرد دستگاه چقدر فعال بوده است. اگر باتری برای مدت طولانی استفاده نشده باشد، منبع همچنان کاهش می یابد.

پس از یک سال ظرفیت ها به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و پس از دو یا سه سال می توان گفت که باتری کاملاً از کار افتاده است. این یک نقطه ضعف رایج باتری های لیتیومی است و انتخاب یک مدل بادوام تر فقط بسته به شهرت سازنده و بررسی مدل های خاص ارزش دارد.

حفاظت اضافی

اگر این سوال را در نظر بگیریم که تفاوت بین باتری های Li-ion و Li-Pol چیست، باید به سیستم های محافظ داخلی توجه کنید. مدل هایی که روی پایه پلیمری-لیتیومی کار می کنند نیاز به استفاده از عملکردهای حفاظت داخلی اضافی دارند. آنها با موارد فرسودگی ناشی از گرمای بیش از حد عناصر مشخص می شوند. استرس داخلی حوزه های مختلف کاری منجر به چنین عواقبی می شود.

به منظور محافظت از دستگاه در برابر شارژهای غیرمجاز، از گرم شدن بیش از حد قطعات و فرسودگی، از یک سیستم تثبیت کننده خاص و یک مکانیسم محدود کننده جریان در طراحی استفاده شده است. این امر ایمنی مدل های لیتیوم پلیمری را افزایش می دهد، اما به دلیل استفاده از عناصر محافظ، هزینه باتری را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

بخشی از طراحی شامل اجزای الکترولیتی در تشکیل ژل است. باتری های ترکیبی در بسیاری از وسایل قابل حمل استفاده می شوند. آنها به شدت نسبت به درجه حرارت حساس هستند و نیاز به رعایت دقیق قوانین عملیاتی دارند. باتری پلیمری را می توان در دستگاه هایی با گرمایش در محدوده 60-100 درجه استفاده کرد.

تولید کنندگان قسمت داخلی را در یک پوشش با خاصیت عایق حرارتی محصور می کنند - استفاده از چنین باتری هایی در آب و هوای گرم راحت است. در شرایطی که رژیم دما الزامات عملیاتی را برآورده نمی کند، از عناصر دارای یک جزء پلیمری به عنوان پشتیبان استفاده می شود.

ویژگی های شارژ باتری

برای شارژ مجدد باتری لیتیوم پلیمری حداقل سه ساعت شارژ لازم است. در این حالت دستگاه گرم نمی شود. دو مرحله پر کردن وجود دارد. اولین مورد تا زمانی که حالت اوج تنظیم شود اجرا می شود، که تا زمانی که شارژ به 70٪ برسد حفظ می شود. در حالت ولتاژ معمولی، شارژ باقیمانده 30٪ انباشته می شود. شارژ مجدد باید بر اساس یک برنامه دقیق انجام شود، منتظر تخلیه کامل و انجام این روش هر 500 ساعت استفاده از دستگاه باشد. این حالت یک حجم پر شدن ثابت را حفظ می کند.

فقط لازم است باتری را به یک منبع تغذیه ثابت و بدون تداخل ولتاژ وصل کنید. فقط از شارژرهای مناسب استفاده کنید که با ویژگی های ذکر شده در توضیحات مطابقت دارند. یک نکته مهم: در طول فرآیند شارژ، همه کانکتورها باید به درستی متصل شوند، نباید اجازه باز شدن داشته باشند. سلول های Li-Pol نسبت به انواع اضافه بار، جریان بیش از حد، شوک مکانیکی و هیپوترمی بسیار حساس هستند. سفتی عناصر حالت جامد باید کنترل شود.

سلول های لیتیوم یونی تقریباً مانند سلول های پلیمری شارژ می شوند، اما از نظر ایمنی حساس تر و کمتر قابل اعتماد هستند. زمان شارژ برای هر دو نوع تقریباً یکسان است، اما عنصر پلیمری نسبت به کیفیت نقطه منبع تغذیه "دمدمی مزاج" تر است.

باتری لیتیوم یون بهتر

باتری های لیتیوم یون برای مصرف کننده بیشتر آشنا هستند، آنها دارای تعدادی مزیت عملیاتی هستند:

• قیمت پایین تر از باتری لیتیوم پلیمری است.
• اندازه های استاندارد به شما امکان می دهد هنگام انتخاب مدل اشتباه نکنید.
• منطقه کاربردی مشترک

باتری های لیتیومی قدرتمند به طور موثر برای دستگاه هایی که نیاز به مصرف جریان کوتاه مدت بالایی دارند استفاده می شود. رژیم دما، مانند دستگاه های مبتنی بر پلیمر، در حین کار از اهمیت کلیدی برخوردار است.

یک کاربر معمولی تفاوت محسوسی را احساس نمی کند، اما از نقطه نظر منطقی بودن دامنه کاربرد، این نوع باتری در شارژرهای تجهیزات زیر مناسب است:

• ابزارهای شارژی (پیچ گوشتی، اره، آسیاب)؛
• لپ تاپ؛
• تلفن همراه؛
• وسایل نقلیه الکتریکی؛
• ربات های خانگی؛
• ویلچر

قبل از انتخاب نوع بهینه شارژ، باید دقیقاً بدانید که برای چه دستگاهی استفاده می شود. این امر به ویژه در صورتی مهم است که استفاده جهانی و نگهداری از چندین دستگاه قابل حمل به طور همزمان برنامه ریزی شود.

باتری های لیتیوم پلیمری را می توان در مواردی که وزن و دما فاکتورهای مهم هستند، به طور موثر مورد استفاده قرار داد. آنها از یخ زدگی "ترس" دارند و برای ابزارها و وسایل قابل حمل خیلی راحت نیستند. بنابراین، حوزه اصلی استفاده عبارت است از:

• کوادکوپتر;
• اسلحه هوا سافت;
• اسباب بازی؛
• دوربین های مدار بسته.

هنگام انتخاب نوع شارژر مناسب، به محدوده استفاده، هزینه و سطح ایمنی توجه کنید. نظرات کاربران در مورد محصولات تولید کنندگان مختلف را بخوانید و انتخاب کنید.

ویژگی های باتری های لیتیوم پلیمری و قوانین عملکرد آنها

باتری لیتیوم پلیمری نسخه اصلاح شده باتری لیتیوم یونی است. تفاوت اصلی در استفاده از یک ماده پلیمری است که به عنوان یک الکترولیت عمل می کند. اجزای رسانا با ترکیبات لیتیوم به این پلیمر اضافه می شود. چنین باتری هایی در سال های اخیر به طور فعال توسعه یافته اند و در تلفن های همراه، تبلت ها، لپ تاپ ها، مدل های رادیویی کنترل شده و سایر تجهیزات استفاده می شوند. علیرغم این واقعیت که باتری های لیتیومی قادر به ارائه جریان تخلیه بالا نیستند، برخی از انواع خاصی از باتری های پلیمری می توانند جریانی را ارائه دهند که به طور قابل توجهی از ظرفیت آنها بیشتر است. از آنجایی که باتری های لیتیوم پلیمری به سرعت در بازار در حال گسترش هستند، باید در هنگام کار با آنها از طراحی، قوانین عملکرد و ایمنی آنها آگاهی داشته باشید. این در مطالب امروز ما مورد بحث قرار خواهد گرفت.

مزیت جایگزینی الکترولیت آلی مایع با یک الکترولیت پلیمری افزایش ایمنی عملکرد باتری است. این برای باتری های لیتیومی بسیار مهم است. این استفاده تجاری ایمن بود که از همان ابتدا توسعه آنها را متوقف کرد. علاوه بر این، الکترولیت پلیمری آزادی بسیار بیشتری در انتخاب شکل باتری به شما می دهد.

دستگاه باتری ذخیره سازی Li-Pol بر اساس فرآیند تبدیل تعدادی از پلیمرها به حالت نیمه رسانا در هنگام وارد شدن یون های الکترولیت به آنها است. در این حالت رسانایی چندین برابر افزایش می یابد. محققان عمدتاً در انتخاب الکترولیت پلیمری برای باتری‌هایی با مدل‌های لیتیوم فلزی و یون لیتیوم مشغول بودند. در تئوری، افزایش چگالی انرژی باتری های پلیمری در مقایسه با باتری های لیتیوم یونی چندین برابر مجاز است. امروزه چندین گروه از باتری های Li-Pol وجود دارد که در ترکیب الکترولیت متفاوت هستند:

• با الکترولیت همگن ژل مانند. این در نتیجه ورود نمک های لیتیوم به ساختار پلیمر به دست می آید.
• با الکترولیت پلیمری خشک این نوع بر اساس پلی اتیلن اکسید با نمک های مختلف لیتیوم ساخته شده است.
• الکترولیت به شکل ماتریس پلیمری ریز متخلخل که در آن محلول های غیر آبی نمک های لیتیوم جذب می شوند.

اگر پلیمر و الکترولیت مایع را با هم مقایسه کنیم، ارزش رسانایی یونی کمتر اولی را دارد. در دمای منفی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین، یک مشکل پیدا کردن ترکیبی برای الکترولیت با رسانایی بالا بود. و دومین وظیفه مهم گسترش محدوده دمای عملیاتی باتری های پلیمری بود. مدل‌های باتری‌های لیتیوم پلیمری که در فناوری مدرن استفاده می‌شوند از نظر ویژگی‌هایشان نسبت به Li-Ion پایین‌تر نیستند.

از آنجایی که هیچ الکترولیت مایع در باتری پلیمری وجود ندارد، ایمنی عملیاتی آنها بسیار بالاتر است. علاوه بر این، آنها را می توان تقریبا در هر شکل و پیکربندی ساخت.

ظروف برخی از مدل ها که خود قوطی در آنها قرار دارد از پلیمر متالایزه ساخته شده اند. به دلیل کریستالیزه شدن الکترولیت پلیمری، پارامترهای این باتری ها در دمای منفی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

پیشرفت هایی در باتری های پلیمری با آند فلزی وجود دارد. دانشمندان موفق به دستیابی به چگالی جریان بالا و گسترش قابل توجهی در محدوده دمای عملیاتی شدند. از این نوع باتری های قابل شارژ می توان در انواع لوازم الکترونیکی قابل حمل و لوازم خانگی نیز استفاده کرد. بسیاری از شرکت های پیشرو در حال حاضر مشغول تولید چنین باتری هایی هستند.

علاوه بر این، تولید کنندگان مختلف ممکن است در مواد الکترود، ترکیب الکترولیت و خود تکنولوژی مونتاژ متفاوت باشند. به همین دلیل پارامترهای این باتری ها نیز بسیار متفاوت است. با این حال، همه سازندگان توافق دارند که پایداری Li─Pol به شدت تحت تأثیر همگنی الکترولیت پلیمری است. و بستگی به دمای پلیمریزاسیون و نسبت اجزا دارد.

در حال حاضر آزمایش های زیادی وجود دارد که ایمنی باتری های پلیمری را در مقایسه با باتری های یونی بالاتر نشان می دهد. این شامل شارژ بیش از حد، شارژ بیش از حد، لرزش، انقباض، اتصال کوتاه، و سوراخ شدن باتری های لیتیوم پلیمری است. بنابراین، این نوع باتری بهترین چشم انداز توسعه را دارد. در زیر نتایج آزمایشات مربوط به عملکرد ایمن باتری های Li─Pol آورده شده است.

نوع تست
نوع تست	باتری الکترولیت پلیمری ژل	باتری الکترولیت مایع
سوراخ سوزنی	هیچ تغییری وجود نداشت	انفجار، دود، نشت الکترولیت، افزایش دما تا 250 درجه سانتیگراد
گرمایش تا 200 درجه سانتیگراد	هیچ تغییری وجود نداشت	انفجار، نشت الکترولیت
جریان اتصال کوتاه	هیچ تغییری وجود نداشت	نشت الکترولیت، افزایش دما تا 100 درجه سانتیگراد
بارگیری مجدد (600%)	نفخ	انفجار، نشت الکترولیت، افزایش دما تا 100 درجه سانتیگراد

نمونه هایی از باتری های لیتیوم پلیمری با ضخامت 1 میلی متر وجود دارد. چنین مدل هایی به طراحان موبایل اجازه می دهد تا سخت افزار بسیار فشرده ایجاد کنند. این امر فرصت های جدیدی را برای کاهش اندازه دستگاه های الکترونیکی باز می کند. برای کاهش مقاومت داخلی باتری های Li-Pol، یک الکترولیت ژل اضافه می شود. باتری های مورد استفاده در تلفن های همراه از این نوع الکترولیت استفاده می کنند. آنها ویژگی های باتری های پلیمری و یونی را با هم ترکیب می کنند.

تفاوت بین باتری های قابل شارژ Li─Ion و Li─Pol چیست؟ آنها متعلق به خصوصیات الکتریکی خود هستند و به آنها نزدیک هستند. اما مدل های پلیمری از الکترولیت جامد استفاده می کنند. جزء ژل برای کاهش مقاومت داخلی باتری و تحریک فرآیندهای تبادل یونی به الکترولیت وارد می شود.

از نظر ظرفیت انرژی، باتری های ذخیره سازی لیتیوم پلیمری دارای محتوای انرژی ویژه 4-5 برابر بیشتر و 3-4 برابر بیشتر هستند. هر دوی این انواع متعلق به. مقایسه با آنها انجام می شود، زیرا اساسا باتری های لیتیومی جایگزین باتری های قلیایی در الکترونیک موبایل شده اند.

باتری های Li-Pol دارای عمر مفید 500-600 سیکل شارژ-دشارژ (در جریان تخلیه 2 درجه سانتیگراد) هستند. طبق این شاخص، آنها نسبت به کادمیوم (1000 چرخه) پایین تر هستند و تقریباً با هیدریدهای فلزی مطابقت دارند. تکنولوژی تولید و طراحی به طور مداوم در حال بهبود است و شاید در آینده ویژگی ها بهبود یابد. همچنین شایان ذکر است که باتری پلیمری حدود 20 درصد ظرفیت خود را در 1-2 سال از دست می دهد. با توجه به این پارامتر، آنها با باتری های یونی مطابقت دارند.

لازم به ذکر است که در بین باتری های پلیمری برای استفاده تجاری 2 دسته بندی گسترده وجود دارد. اینها معمولی و سریع تخلیه هستند. این دومی اغلب تخلیه سلام نامیده می شود. تفاوت بین این گروه ها در حداکثر جریان تخلیه مجاز است. می توان آن را در مقدار مطلق یا چند برابر ظرفیت اسمی نشان داد.

به عنوان مثال، 3C. برای باتری های ذخیره سازی معمولی، حداکثر جریان تخلیه بیش از 3 - 5 درجه سانتیگراد نیست. مدل های تخلیه سریع حداکثر جریان تخلیه 8-10 درجه سانتیگراد دارند. وزن باتری های تخلیه سریع تقریبا 20 درصد بیشتر از مدل های استاندارد است. این باتری ها دارای برچسب HC یا HD هستند.

KKM2500 مخفف یک مدل معمولی با ظرفیت 2500 میلی آمپر ساعت و برچسب KKM2000HD مخفف باتری تخلیه سریع 2000 میلی آمپر ساعتی است. مدل های تخلیه سریع در لوازم خانگی و لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده نمی شود. باتری‌های تلفن‌های همراه و تبلت‌ها نمی‌توانند جریان‌های تخلیه زیاد را تحمل کنند، بنابراین به محافظت در برابر چنین حالت‌های عملیاتی مجهز هستند.

زمینه های کاربرد باتری های لیتیوم پلیمری ناشی از وظایفی است که در طول توسعه آنها تعیین شده است. این افزایش زمان عملکرد دستگاه و کاهش وزن آن است. مدل های استاندارد Li─Pol در انواع الکترونیک با جریان های کم مصرف کار می کنند. اینها لپ تاپ، گوشی های هوشمند، کتاب های الکترونیکی، تبلت ها هستند.

مدل هایی که تخلیه سریع را ارائه می دهند مدل های "قدرت" نیز نامیده می شوند. آنها در دستگاه هایی استفاده می شوند که مصرف جریان بالایی مورد نیاز است. معروف ترین زمینه کاربرد باتری های "پاور" مدل های رادیویی کنترل هستند. این بازار بیشترین جذابیت را برای تولیدکنندگان باتری پلیمری دارد. در زمینه دستگاه هایی با جریان تخلیه بسیار بالا (تا 50 درجه سانتیگراد)، باتری های لیتیوم پلیمری نسبت به باتری های قلیایی پایین تر هستند. شاید در آینده مدل های لیتیومی بر این محدودیت غلبه کنند. از نظر قیمت، آنها تقریباً با هیدرید نیکل-فلز مطابقت دارند.

کار با باتری های لیتیوم-پلیمر

ایمنی

باتری های لیتیومی به طور کلی، و پلیمری به طور خاص، نیاز به حمل و نقل نسبتا ظریف در طول کار دارند. آنچه باید هنگام استفاده از باتری های Li─Pol به خاطر بسپارید:

• شارژ بیش از حد باتری مضر است (بیش از 4.2 ولت در هر سلول باتری).
• اتصال کوتاه نباید مجاز باشد.
• تخلیه توسط جریان هایی که منجر به گرم شدن باتری بیش از 60 درجه سانتیگراد می شود، غیرمجاز است.
• کاهش فشار باتری غیرممکن است.
• باتری زیر 3 ولت را تخلیه نکنید.
• گرمایش بالای 60 درجه غیرقابل قبول است.
• ذخیره سازی تخلیه شده مجاز نیست.

رعایت نکردن این قوانین در بدترین حالت ممکن است منجر به آتش سوزی و در بهترین حالت کاهش قابل توجه ظرفیت شود.

در این راستا می توانید چندین توصیه برای استفاده ایمن از باتری های لیتیوم پلیمری ارائه دهید. ابتدا باید یک شارژر با کیفیت خریداری کنید و تنظیمات صحیح را روی آن انجام دهید. علاوه بر این، توصیه می شود از کانکتورهایی استفاده کنید که اجازه اتصال کوتاه را نمی دهند. حتما جریان مصرفی دستگاه را کنترل کنید.

همچنین شایان ذکر است که رعایت رژیم دما و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد باتری پلیمری ضروری است. این نقطه ضعف تمام باتری های لیتیومی است. اگر باتری تا 70 درجه گرم شود، واکنش خود به خودی در آن شروع می شود که انرژی را به گرما تبدیل می کند. نتیجه اشتعال و گاهی انفجار است. اگر امکان کنترل ولتاژ باتری وجود دارد، باید آن را به ویژه در انتهای تخلیه به دقت کنترل کرد.

یکی دیگر از دلایل خرابی باتری های لیتیومی کاهش فشار است. به هیچ عنوان هوا نباید به داخل قوطی باتری پلیمری وارد شود. کیس در ابتدا مهر و موم شده است و نباید در معرض شوک یا افتادن قرار گیرد. اگر در حال لحیم کاری سرنخ ها هستید، این کار باید بسیار با دقت انجام شود.

قبل از ارسال باتری پلیمری برای ذخیره سازی، توصیه می شود آن را تا نیمه شارژ کنید. باتری را در جای خنک و دور از نور مستقیم خورشید نگهداری کنید. مانند همه باتری‌های قابل شارژ، باتری‌های لیتیوم پلیمری دارای نرخ خود تخلیه هستند، اما نسبت به باتری‌های سربی یا قلیایی کمتر است.

باتری ها: Li-ion، Li-Pol، Li-ion-pol و قوانین عملکرد آنها

کمی تاریخ و نظریه:

اولین آزمایش ها برای ایجاد باتری های لیتیومیآغاز شد در 1912 سال، اما تنها شش دهه بعد، در اوایل دهه 70، آنها برای اولین بار در دستگاه های خانگی ظاهر شدند. علاوه بر این، من تأکید می کنم، این دقیقا باتری ها بودند. تلاش‌های بعدی برای توسعه باتری‌های لیتیومی (باتری‌های قابل شارژ) به دلیل مشکلاتی که در حصول اطمینان از عملکرد ایمن آنها وجود داشت، ناموفق بوده است.

لیتیوم سبک ترین فلز است، دارای بالاترین پتانسیل الکتروشیمیایی است و بالاترین چگالی انرژی را ارائه می دهد. باتری‌هایی که از الکترودهای فلزی لیتیوم استفاده می‌کنند، می‌توانند هم ولتاژ بالا و هم ظرفیت برتر را ارائه دهند. اما در نتیجه مطالعات متعدد در دهه 80، مشخص شد که عملکرد چرخه ای (شارژ-دشارژ) باتری های لیتیومی منجر به تغییراتی در الکترود لیتیومی، کاهش پایداری حرارتی و باعث خارج شدن پتانسیل حالت حرارتی از کنترل می شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، دمای سلول به سرعت به نقطه ذوب لیتیوم نزدیک می شود و یک واکنش شدید با احتراق گازهای تکامل یافته رخ می دهد. به عنوان مثال، تعداد زیادی از باتری های لیتیومی تلفن همراه که در سال 1991 به ژاپن ارسال شده بود، پس از چندین حادثه آتش سوزی و سوختگی فراخوان داده شدند.

به دلیل بی ثباتی ذاتی لیتیوم، محققان نگاه خود را به باتری های لیتیومی غیرفلزی مبتنی بر یون های لیتیوم معطوف کردند. آنها با از دست دادن اندکی چگالی انرژی و رعایت برخی اقدامات احتیاطی در هنگام شارژ و دشارژ، باتری های به اصطلاح Li-ion ایمن تری دریافت کردند.

چگالی انرژی باتری های Li-ion معمولاً دو برابر چگالی NiCd استاندارد است و در آینده با استفاده از مواد فعال جدید، انتظار می رود که آن را افزایش داده و به برتری سه برابری نسبت به NiCd دست یابد. علاوه بر ظرفیت زیاد، باتری‌های لیتیوم یون، هنگام تخلیه، رفتاری مشابه با NiCd دارند (مشخصات تخلیه آنها از نظر شکل مشابه است و فقط از نظر ولتاژ متفاوت است).

امروزه انواع مختلفی از باتری های لیتیوم یونی وجود دارد.و شما می توانید مدت زیادی در مورد مزایا و معایب یک نوع یا دیگری صحبت کنید، اما از نظر مصرف کننده، نمی توان آنها را از روی ظاهر آنها تشخیص داد. بنابراین، ما فقط مزایا و معایبی را که در همه انواع ذاتی است، یادداشت می کنیم و دلایلی را که باعث تولد باتری های لیتیوم پلیمری شده است، در نظر می گیریم.

مزایای اصلی:

• چگالی انرژی بالا و در نتیجه ظرفیت بالا با ابعاد یکسان در مقایسه با باتری های پایه نیکل.
• خود تخلیه کم.
• ولتاژ تک سلولی بالا (3.6 ولت در مقابل 1.2 ولت برای NiCd و NiMH)، که ساخت و ساز را ساده می کند و اغلب باتری فقط از یک سلول تشکیل شده است. امروزه بسیاری از سازندگان با استفاده از چنین باتری تک سلولی برای تلفن های همراه هدایت می شوند (نوکیا را به یاد داشته باشید). با این حال، برای تامین توان یکسان، جریان بالاتری باید تامین شود. و این مستلزم اطمینان از مقاومت داخلی کم عنصر است.
• هزینه نگهداری پایین (در حال اجرا) زیرا هیچ اثر حافظه ای وجود ندارد و برای بازیابی ظرفیت نیازی به چرخه های تخلیه دوره ای نیست.

و معایب:

• باتری به یک مدار محافظ داخلی نیاز دارد (که منجر به افزایش اضافی در هزینه آن می شود)، که حداکثر ولتاژ را در هر سلول باتری در هنگام شارژ محدود می کند و از افت بیش از حد ولتاژ سلول در هنگام تخلیه جلوگیری می کند. علاوه بر این، حداکثر جریان های شارژ و تخلیه را محدود می کند و دمای سلول را کنترل می کند. در نتیجه امکان متالیزاسیون لیتیوم عملاً منتفی است.
• باتری حساس به پیری است، حتی زمانی که استفاده نمی شود و فقط روی قفسه دراز می کشد. فرآیند پیری در اکثر باتری‌های لیتیوم یون رایج است. به دلایل واضح، تولید کنندگان در مورد این مشکل سکوت می کنند. صرف نظر از استفاده یا عدم استفاده از باتری، پس از یک سال کاهش جزئی ظرفیت قابل توجه است. بعد از دو یا سه سال اغلب غیر قابل استفاده می شود. با این حال، باتری های دیگر سیستم های الکتروشیمیایی نیز تغییرات مرتبط با سن را با بدتر شدن پارامترهای خود دارند (این امر به ویژه در مورد NiMH که در معرض دمای بالای محیط قرار دارد صادق است). برای کاهش روند پیری، باتری را که تا حدود 40 درصد ظرفیت اسمی شارژ شده است، در جای خنک و جدا از گوشی نگهداری کنید.
• هزینه بالاتر در مقایسه با باتری های NiCd.

فناوری باتری لیتیوم یونی به طور مداوم در حال بهبود است. تقریباً هر شش ماه یکبار به‌روزرسانی می‌شود و ارزیابی عملکرد باتری‌های جدید پس از ذخیره‌سازی طولانی‌مدت دشوار می‌شود.

در یک کلام، همه خوب هستند لیتیوم یونباتری، اما برخی از مشکلات ایمنی و هزینه بالا وجود دارد. تلاش برای حل این مشکلات منجر به ظهور لیتیوم پلیمر شد (Li-pol یا Li-polymer) باتری ها

تفاوت اصلی آنها با Li-ionدر خود نام نهفته است و شامل نوع الکترولیت مورد استفاده است. یک الکترولیت پلیمری جامد خشک، شبیه به یک فیلم پلاستیکی استفاده شد و جریان الکتریکی را رسانا نکرد، اما اجازه تبادل یون‌ها (اتم‌های باردار الکتریکی یا گروه‌هایی از اتم‌ها) را می‌داد. الکترولیت پلیمری به طور موثر جایگزین جداکننده سنتی متخلخل آغشته به الکترولیت مورد استفاده در باتری های لیتیوم یونی می شود.

این طراحی فرآیند تولید را ساده می کند، ایمن تر است و امکان تولید باتری های نازک و آزاد را فراهم می کند. علاوه بر این، به دلیل عدم وجود الکترولیت مایع یا ژل، خطر اشتعال وجود ندارد. با ضخامت عنصر در حدود یک میلی متر، توسعه دهندگان تجهیزات در انتخاب شکل، شکل و اندازه آزادند، تا جایی که آن را به قطعات لباس وارد کنند.

اما تا کنون، متأسفانه، باتری های لیتیوم پلیمری خشک، هدایت الکتریکی کافی در دمای اتاق ندارند. مقاومت داخلی آنها بسیار زیاد است و نمی تواند مقدار جریان مورد نیاز برای دستگاه های ارتباطی مدرن و منبع تغذیه هارد دیسک رایانه های لپ تاپ را تامین کند. در همان زمان، هنگامی که تا 60 درجه سانتیگراد یا بیشتر گرم می شود، هدایت الکتریکی تا حد قابل قبولی افزایش می یابد، اما این برای استفاده انبوه مناسب نیست.

ممکن است بپرسید چطور است، باتری های لیتیوم پلیمری با قدرت و اصلی در بازار به فروش می رسند، سازندگان گوشی و کامپیوتر را به آنها مجهز می کنند و ما اینجا می گوییم که هنوز برای استفاده تجاری آماده نیستند. همه چیز بسیار ساده است. در این مورد، ما در مورد باتری هایی صحبت می کنیم که دارای الکترولیت جامد خشک نیستند. به منظور افزایش هدایت الکتریکی باتری های لیتیوم پلیمری کوچک، مقداری الکترولیت ژل به آنها اضافه می شود. و بیشتر باتری‌های لیتیوم پلیمری که امروزه برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند در واقع هیبریدی هستند زیرا حاوی الکترولیت ژل مانند هستند. آنها پلیمر لیتیوم یون نامیده می شوند. اما اکثر تولید کنندگان، برای اهداف تبلیغاتی و بازاریابی، به سادگی آنها را به عنوان Li-polymer برچسب گذاری می کنند.

اول از همه، تفاوت بین باتری لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر با افزودن یک الکترولیت ژل چیست؟ اگرچه ویژگی ها و کارایی هر دو سیستم بسیار مشابه است، اما منحصر به فرد بودن باتری پلیمر لیتیوم یونی (حتی می توانید آن را اینطور بنامید) این است که هنوز از یک الکترولیت جامد استفاده می کند که جایگزین جداکننده متخلخل می شود. الکترولیت ژل فقط برای افزایش هدایت یونی اضافه می شود.

همه گوشی‌های مدرن، گوشی‌های هوشمند و PDA مجهز به باتری‌های مبتنی بر لیتیوم هستند: لیتیوم یون یا لیتیوم پلیمر، بنابراین در آینده در مورد آنها صحبت خواهیم کرد. چنین باتری هایی ظرفیت و عمر مفید قابل توجهی دارند، اما نیاز به رعایت دقیق قوانین عملکرد خاصی دارند.

این قوانین را می توان به دو گروه تقسیم کرد:

• مستقل از کاربر
• وابسته به کاربر

V اولیناین گروه شامل قوانین اساسی برای شارژ و دشارژ باتری ها است که توسط یک دستگاه (کنترل کننده) تعبیه شده در باتری و همچنین گاهی اوقات توسط یک کنترل کننده اضافی که در خود دستگاه قرار دارد کنترل می شود. این قوانین ساده هستند:

• باتری باید در تمام طول عمر خود در حالتی باشد که ولتاژ آن از 4.2 ولت بیشتر نشود و کمتر از 2.7 ولت نباشد. این ولتاژها به ترتیب نشان دهنده حداکثر (100٪) و حداقل (0٪) شارژ هستند. حداقل ولتاژ ذکر شده در بالا برای باتری های دارای الکترود کک اعمال می شود، با این حال اکثر باتری های مدرن دارای الکترودهای گرافیتی هستند. برای آنها حداقل ولتاژ 3 ولت است.
• مقدار انرژی که باتری در هنگام تغییر شارژ آن از 100% به 0% می دهد ظرفیت آن است. برخی از سازندگان حداکثر ولتاژ را به 4.1 ولت محدود می کنند، در حالی که باتری بیشتر عمر می کند، اما ظرفیت آن حدود 10٪ کاهش می یابد. همچنین، گاهی اوقات آستانه پایین به 3.0-3.3 ولت، بسته به جنس الکترودها، با عواقب مشابه افزایش می یابد.
• عمر باتری تقریباً با 45 درصد شارژ بیشتر است و با افزایش یا کاهش سطح شارژ، عمر باتری کاهش می یابد. اگر شارژ در محدوده های ارائه شده توسط کنترلر باتری باشد (به بالا مراجعه کنید)، تغییر در دوام قابل توجه نیست.
• اگر بنا به شرایطی، ولتاژ باتری حتی برای مدت کوتاهی از محدودیت های ذکر شده در بالا فراتر رود، طول عمر آن به طور چشمگیری کاهش می یابد. به این شرایط شارژ و دشارژ بیش از حد گفته می شود و برای باتری بسیار خطرناک است.

کنترل‌کننده‌های باتری طراحی‌شده برای دستگاه‌های مختلف، در صورتی که (کنترل‌کننده‌ها) با کیفیت مناسب ساخته شوند، هرگز اجازه نمی‌دهند ولتاژ باتری در هنگام شارژ از 4.2 ولت بیشتر شود، بلکه بسته به هدف باتری، می‌توانند حداقل ولتاژ را در هنگام تخلیه محدود کنند. به روش های مختلف بنابراین، در باتری هایی که مثلاً برای یک پیچ گوشتی یا موتور یک مدل ماشین طراحی شده است، حداقل ولتاژ احتمالاً حداقل قابل قبول است، و برای یک PDA یا گوشی هوشمند - بالاتر، زیرا حداقل ولتاژ 2.7-3.0 ولت است. ممکن است به سادگی برای دستگاه الکترونیکی کافی نباشد. بنابراین در دستگاه های پیچیده مانند تلفن، PDA و .... عملکرد کنترلر تعبیه شده در خود باتری توسط کنترل کننده در خود دستگاه تکمیل می شود.

بیایید در مورد فرآیند شارژ باتری های لیتیومی صحبت کنیم.شارژر هر باتری لیتیومی یک منبع ولتاژ ثابت 5 ولتی است که قادر است جریانی معادل 0.5-1.0 ظرفیت باتری را برای شارژ ارائه دهد. بنابراین، اگر ظرفیت باتری 1000 میلی آمپر ساعت باشد، شارژر باید جریان شارژ حداقل 500 میلی آمپر و اسمی - 1 آمپر را ارائه دهد.

چندین حالت شارژ برای باتری های لیتیومی وجود دارد.

بیایید با حالت استاندارد سونی شروع کنیم. این حالت به زمان شارژ طولانی، کنترل کننده پیچیده نیاز دارد، اما کامل ترین شارژ باتری را فراهم می کند.

در مرحله اول شارژ که تقریباً 1 ساعت طول می کشد، باتری با یک جریان ثابت شارژ می شود تا ولتاژ باتری به 4.2 ولت برسد. پس از آن مرحله دوم شروع می شود که حدود یک ساعت طول می کشد و در طی آن کنترلر با حفظ ولتاژ روی باتری دقیقاً 4.2 ولت جریان شارژ را به تدریج کاهش می دهد. هنگامی که جریان شارژ به مقدار مشخصی کاهش می یابد (حدود 0.2 ظرفیت باتری)، مرحله سوم شارژ شروع می شود، که در طی آن جریان شارژ همچنان کاهش می یابد و ولتاژ در پایانه های باتری در همان سطح باقی می ماند - 4.2 ولت. مرحله سوم، بر خلاف دو مرحله اول، مدت زمان کاملاً مشخصی دارد که توسط تایمر تعبیه شده در کنترلر تعیین می شود - 1 ساعت. پس از مرحله سوم، کنترلر باتری را به طور کامل از شارژر جدا می کند.

وضعیت شارژ باتری در پایان مرحله اول 70٪، در پایان دوم - 90٪، و در پایان سوم - 100٪ است.

بسیاری از شرکت ها که به دنبال کاهش هزینه دستگاه های خود هستند، از حالت های شارژ باتری ساده استفاده می کنند، به عنوان مثال، توقف شارژ زمانی که ولتاژ باتری به 4.2 ولت می رسد، یعنی فقط از مرحله اول شارژ استفاده می کنند. در این مورد، باتری به سرعت شارژ می شود، اما، افسوس، تنها تا 70٪ از ظرفیت واقعی آن. تشخیص اینکه دستگاه شما دقیقاً چنین کنترلر ساده ای دارد دشوار نیست - شارژ کامل حدود 3 ساعت طول می کشد، نه کمتر.

به گروه دومشامل قوانین عملیاتی است که ما می توانیم بر آنها تأثیر بگذاریم و در نتیجه عمر باتری را به میزان قابل توجهی افزایش یا کاهش دهیم. این قوانین به شرح زیر است:

• شما باید سعی کنید باتری را به حداقل شارژ نرسانید و علاوه بر این، به حالتی که دستگاه خود را خاموش می کند، خوب، اگر این اتفاق افتاد، باید در اسرع وقت باتری را شارژ کنید.
• نیازی به ترس از شارژهای مکرر، از جمله موارد جزئی، زمانی که شارژ کامل نمی رسد وجود ندارد - این به باتری آسیبی نمی رساند.

برخلاف نظر بسیاری از کاربران، شارژ بیش از حد به باتری های لیتیومی آسیب می رساند نه کمتر، بلکه حتی بیشتر از تخلیه عمیق.البته کنترل کننده حداکثر سطح شارژ را محدود می کند، اما یک نکته ظریف وجود دارد. به خوبی شناخته شده است که ظرفیت باتری به دما بستگی دارد. بنابراین، اگر به عنوان مثال، باتری را در دمای اتاق شارژ کنیم و 100٪ شارژ دریافت کنیم، پس از آن زمانی که در سرما بیرون می رویم و دستگاه خنک می شود، وضعیت شارژ باتری می تواند تا 80٪ و کمتر کاهش یابد. اما ممکن است وضعیت برعکس نیز باشد. یک باتری که در دمای اتاق تا 100٪ شارژ می شود، اگر کمی گرم شود، مثلاً تا 105٪ شارژ می شود و این برای آن بسیار بسیار نامطلوب است. چنین شرایطی هنگام استفاده از ماشینی که برای مدت طولانی در گهواره بوده است رخ می دهد. در حین کار، دمای دستگاه و همراه با آن باتری افزایش می یابد، اما شارژ از قبل پر شده است ...

در این رابطه، این قانون می گوید: اگر نیاز به کار در گهواره دارید، ابتدا دستگاه را از شارژر جدا کنید، روی آن کار کنید و هنگامی که به رژیم دمای "مبارزه" رسید، شارژر را وصل کنید.

به هر حال، این قانون برای دارندگان لپ تاپ و سایر ابزارها نیز صدق می کند.

شرایط ایده آل برای نگهداری طولانی مدت باتری- این خارج از دستگاه با شارژ حدود 50٪ است. یک باتری در حال کار نیازی به مراقبت از خود برای ماه ها (حدود شش ماه) ندارد.

و در نهایت، اطلاعات بیشتر.

• - برخلاف تصور رایج، باتری های لیتیومی، بر خلاف نمونه های نیکلی، تقریباً هیچ "اثر حافظه" ندارند، بنابراین، به اصطلاح "آموزش" باتری لیتیومی جدید منطقی نیست. برای آرام کردن خود کافی است یک یا دو بار باتری جدید را به طور کامل شارژ و دشارژ کنید. این برای کالیبره کردن کنترلر اختیاری لازم است.
• - دارندگان دستگاه می دانند که باتری هم از شارژر و هم از USB قابل شارژ است. در عین حال، عدم امکان شارژ از طریق USB اغلب گیج کننده است. واقعیت این است که طبق "قانون"، کنترل کننده USB باید دستگاه های جانبی متصل به آن را با جریانی حدود 500 میلی آمپر تامین کند. با این حال، شرایطی وجود دارد که یا خود کنترلر نمی تواند چنین جریانی را تامین کند، یا دستگاه به یک کنترلر USB متصل است، که قبلاً برخی از لوازم جانبی آن آویزان است که بخشی از برق را مصرف می کند. بنابراین جریان کافی برای شارژ وجود ندارد، به خصوص اگر باتری بیش از حد خالی باشد.
• - باتری های لیتیومی انجماد را دوست ندارند. همیشه سعی کنید از استفاده از گیره در سرمای شدید پرهیز کنید - شما از خود دور می شوید و باتری باید تعویض شود. البته اگر دستگاه را از جیب داخلی گرم ژاکت خود بیرون بیاورید و چند یادداشت یا تماس بگیرید و سپس حیوان را برگردانید، مشکلی پیش نمی آید.
• - تمرین نشان می دهد که باتری های لیتیومی (نه تنها انباشته کننده ها) ظرفیت خود را با کاهش فشار اتمسفر کاهش می دهند (در ارتفاعات، در هواپیما). این به باتری ها آسیب نمی رساند، اما باید از این موضوع آگاه باشید.
• - این اتفاق می افتد که پس از خرید یک باتری با ظرفیت افزایش یافته (مثلاً 2200 میلی آمپر ساعت به جای 1100 میلی آمپر ساعت استاندارد)، پس از چند روز استفاده از باتری جدید، دستگاه شروع به رفتار عجیب می کند: آویزان می شود، خاموش می شود، به نظر می رسد باتری در حال شارژ شدن است، اما به نوعی عجیب و غیره. این امکان وجود دارد که شارژر شما که با موفقیت با باتری "بومی" کار می کند، به سادگی قادر به تامین جریان شارژ کافی برای یک باتری با ظرفیت بالا نباشد. راه حل این است که یک شارژر با جریان خروجی زیاد بخرید (مثلاً 2 آمپر به جای 1 آمپر قبلی).

6 کاربر پست را پسندیده اند

باتری های لیتیوم پلیمری طراحی بهبود یافته ای از باتری های لیتیوم یون مشهور جهان را نشان می دهند. برنامه ریزی شده است که این دستگاه ها به زودی به طور کامل دستگاه های نیکل-فلز-هیدرید و نیکل-کادمیم را از بازار خارج کنند. انباشته ها... سلول های پلیمری لیتیوم به طور فزاینده ای در طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. با وزن یکسان از نظر ظرفیت انرژی، چندین برابر طرح های نیکل-فلز-هیدرید و نیکل-کادمیم برتری دارند.

به طور بالقوه، سلول های لیتیوم پلیمری قیمت کمتری نسبت به باتری های لیتیوم یونی خواهند داشت. با این حال، در حال حاضر آنها هنوز هم بسیار گران هستند. در حال حاضر تنها چند شرکت بزرگ مشغول تولید آنها هستند. آنها از نظر طراحی شبیه به سلول های لیتیوم یون هستند، اما از الکترولیت هلیوم استفاده می کنند. در نتیجه، آنها توسط جریان تخلیه کم، چگالی انرژی قابل توجه و تعداد قابل توجهی از چرخه های شارژ و دشارژ آزاد می شوند. شکل آنها می تواند بسیار متفاوت باشد و خود آنها با وزن سبک و فشردگی خود متمایز می شوند.

انواع

در حال حاضر، باتری های لیتیوم پلیمری می توانند انواع مختلفی داشته باشند که در ساختار الکترولیت متفاوت است:

• عناصر داشتن الکترولیت همگن ژل مانند ، که با ورود به ترکیب نمک های لیتیوم پلیمری ایجاد می شود.
• عناصر داشتن الکترولیت پلیمری خشک ... این نوع بر پایه پلی اتیلن اکسید با استفاده از انواع نمک های لیتیوم ساخته می شود.
• داشتن الکترولیت ماتریکس پلیمری داشتن ساختار ریز متخلخل حاوی اجزای غیر آبی نمک های لیتیوم است.

با توجه به این واقعیت که یک الکترولیت مایع در یک سلول پلیمری استفاده می شود، ایمنی عملیاتی آنها یک مرتبه بزرگتر است. علاوه بر این، آنها را می توان در اشکال و پیکربندی های مختلف تولید کرد.

برخی از سلول های لیتیوم پلیمری از پلیمر فلزی ساخته شده اند. با این حال، در دماهای پایین، پارامترهای چنین باتری هایی به دلیل کریستالیزاسیون پلیمر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

پیشرفت هایی در باتری های پلیمری وجود دارد که در آن از آند فلزی استفاده می شود. برخی از شرکت ها توانسته اند به گسترش قابل توجهی از محدوده دمای عملیاتی و چگالی جریان دست یابند. از این نوع باتری ها می توان در انواع لوازم خانگی و الکترونیکی استفاده کرد.

در همان زمان، تولید کنندگان مختلف از مواد مختلف الکترود، ساختار الکترولیت و تکنولوژی مونتاژ استفاده می کنند. در نتیجه باتری های تولید شده می توانند پارامترهای کاملا متفاوتی داشته باشند. اما تمام شرکت های تولید کننده چنین باتری هایی توجه دارند که پایداری عملکرد باتری های لیتیوم پلیمری یکنواختی الکترولیت از پلیمر را تضمین می کند. این به نوبه خود به تعداد اجزا و همچنین دمای پلیمریزاسیون بستگی دارد.

در حال حاضر نسخه هایی از باتری ها وجود دارد که ضخامت آنها فقط 1 میلی متر است. این به سازندگان اجازه می دهد تا دستگاه های تلفن همراه بسیار فشرده تولید کنند.

همچنین باتری های لیتیوم پلیمری که به صورت تجاری در دسترس هستند به دو دسته تقسیم می شوند:

• منظم.
• تخلیه سریع

دستگاه

باتری های لیتیوم پلیمری بر اساس اصل حرکت تعدادی از عناصر پلیمری به مواد نیمه هادی کار می کنند، مشروط بر اینکه یون های الکترولیت در آنها وجود داشته باشد. در نتیجه افزایش قابل توجهی در هدایت وجود دارد. با توجه به دستگاه، این باتری ها توسط یک ترکیب الکترولیتی ساطع می شوند.

ماهیت فناوری پلیمر این است که الکترولیت روی یک فیلم پلاستیکی اعمال می شود. اجازه نمی دهد الکتریسیته هدایت شود، اما تبادل یون ها را ممکن می کند. به عبارت دیگر، الکترولیت پلیمری جایگزین جداکننده متخلخل معمولی آغشته به الکترولیت مایع می شود. به لطف ساختار پلیمری خشک، می توان از حداقل ضخامت سلول حدود 1 میلی متر، ایمنی استفاده و سهولت تولید اطمینان حاصل کرد. به لطف این طراحی، توسعه دهندگان این فرصت را دارند که چنین باتری هایی را در کفش، لباس، تجهیزات مینیاتوری و سایر دستگاه ها ادغام کنند.

اما یک باتری پلیمری خشک دارای معایبی به شکل کاهش رسانایی و مقاومت داخلی پلیمرها است که برای تعدادی از دستگاه های تلفن همراه قدرتمند غیرقابل قبول است. برای پیشرفته تر کردن باتری پلیمری کوچک، درصد مشخصی از سلول های ژل به الکترولیت اضافه می شود. بیشتر باتری‌های تجاری که در حال حاضر در تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند، هیبریدهای پلیمر-ژل هستند. باتری های هیبریدی تا حد زیادی محبوب ترین هستند.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

باتری های لیتیوم پلیمری دارای یک اصل عمل مشابه سلول های لیتیوم یونی هستند، یعنی بر روی برگشت پذیری یک واکنش شیمیایی عمل می کنند. در اینجا، آند ماده ای از کربن است که یون های لیتیوم در آن جاسازی شده است. از اکسیدهای وانادیوم، منگنز یا کبالت در کاتد استفاده می شود. عملکرد چنین باتری بر اساس توانایی پلیمرها برای عبور به حالت نیمه رسانا به دلیل گنجاندن یون های الکترولیتی در آنها است.

نمک های لیتیوم هنوز در اینجا به عنوان پایه شیمیایی الکترولیت استفاده می شوند. با این حال، آنها در یک فاصله دهنده پلیمری مربوطه قرار دارند که بین کاتد و آند قرار دارد. به لطف این، باتری های لیتیوم پلیمری را می توان به هر شکل دلخواه ساخت. آنها را می توان در مکان های غیر قابل دسترس مختلف قرار داد، که فرصت های جدیدی را برای تولید کنندگان الکترونیک باز می کند.

کاربرد

باتری های لیتیوم پلیمری به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. چنین باتری هایی می توانند ضمن کاهش وزن باتری، زمان کارکرد دستگاه را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. به لطف این، می توان یک حامل انرژی با ظرفیت چندین برابر بزرگتر به دست آورد. حتی عملکرد بهتری با باتری های تخلیه سریع به دست می آید. بنابراین، چنین باتری هایی به گزینه ای عالی برای مدل های رادیویی هواپیما و هلیکوپتر، از جمله سایر دستگاه های رادیویی کنترل تبدیل می شوند.

کاربرد Li-Polباتری های قابل شارژ باعث کاهش وزن باتری و افزایش مدت زمان کارکرد دستگاه ها می شود. باتری های لیتیوم پلیمری ارزش خود را در هلیکوپترهای کوچکی مانند Piccolo ثابت کرده اند. چنین دستگاه هایی می توانند با چنین باتری هایی به مدت 30 دقیقه یا بیشتر پرواز کنند. این عناصر گزینه خوبی برای سازه های پرنده کوچک هستند.

باتری های لیتیوم پلیمری معمولی به عنوان منبع تغذیه مورد نیاز برای دستگاه های الکترونیکی که جریان نسبتا کمی می کشند، استفاده می شود. اینها می توانند لپ تاپ، گوشی های هوشمند و غیره باشند. باتری های تخلیه سریع در دستگاه هایی که مصرف جریان بالایی نیاز است استفاده می شود. باتری های مشابه در ابزارهای برقی مدرن و قابل حمل و دستگاه های رادیویی کنترل استفاده می شود.

محدودیت های استفاده

این باتری ها در آینده به طور گسترده در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار خواهند گرفت. امروزه از آنها برای ایجاد فناوری های جدید و آزمایش وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود. با این حال، محدودیت های خاصی وجود دارد که مانع استفاده از این باتری ها در همه جا می شود.

• باتری های لیتیوم پلیمری نیاز به یک حالت شارژ ویژه دارند. در اصل، این کار دشواری نیست، اما نمی توان از معمول برای این استفاده کرد. این به دلیل این واقعیت است که آنها در طول دوره تخلیه بیش از حد با خطر آتش سوزی متمایز می شوند. برای مبارزه با این پدیده، تمامی این باتری ها دارای سیستم الکترونیکی هستند که از تخلیه بیش از حد و گرم شدن بیش از حد جلوگیری می کند.
• اگر باتری لیتیوم پلیمری مورد استفاده نادرست قرار گیرد، ممکن است باعث آتش سوزی شود.
• باتری لیتیوم پلیمری نباید بلافاصله پس از شارژ شدن استفاده شود. ابتدا باید تا دمای محیط خنک شود. در غیر این صورت ممکن است باتری آسیب ببیند.
• اتصال کوتاه غیرقابل قبول
• کاهش فشار باتری مجاز نیست.
• دشارژ باتری زیر 3 ولت
• بالاتر از 60 درجه حرارت ندهید.
• باتری ها نباید در معرض امواج مایکروویو یا فشار قرار گیرند. این می تواند منجر به ظهور دود، آتش و عواقب جدی تری شود.
• محافظت از باتری در برابر آسیب و ضربه ضروری است. استرس مکانیکی قوی می تواند منجر به اختلال در ساختار داخلی شود.

با این حال، این معایب مانع از استفاده آنها در زمینه های مختلف نمی شود. در آینده همه این کاستی ها با معرفی فناوری ها و پیشرفت های جدید برطرف خواهد شد.

مزایای باتری های لیتیوم پلیمری

• چگالی انرژی بسیار بالا
• پارامتر خود تخلیه کوچک.
• هیچ اثر حافظه ای وجود ندارد.
• باتری های لیتیوم پلیمری از نظر ظرفیت باتری و مدت زمان استفاده تا حدودی نسبت به نمونه های لیتیومی برتری دارند.
• ساخت باتری با ضخامت تنها یک میلی متر.
• کاربردها در محدوده دمایی نسبتاً وسیع: از منفی 20 تا مثبت 40 درجه سانتیگراد.
• قابلیت شکل دادن باتری به اشکال مختلف.
• افت ولتاژ کوچک در هنگام تخلیه.