Cái nào tốt hơn, pin lithium-ion hay lithium-polymer? Pin lithium polymer và lithium ion

Pin lithium polymer (Li-po) khác với pin lithium-ion ở chỗ chúng không có bộ phân tách và chất điện phân lỏng. Polymer lithium sử dụng chất điện phân đồng nhất với muối lithium ở dạng gel hoặc polymer tổng hợp với muối lithium ở trạng thái khô (thường là bazơ là polyethylene oxit). Pin lithium polymer cũng có thể bao gồm dung dịch muối lithium không chứa nước. Đọc thêm về sự khác biệt.

Ưu điểm của pin lithium polymer.

Ưu điểm chính của lithium polymer so với pin là chúng có khả năng tự phóng điện khá thấp và có công suất năng lượng cao gấp 4,5 lần so với pin Ni-CD có cùng khối lượng.

Các polyme lithium thường có tuổi thọ sử dụng là 300 - 600 chu kỳ sạc/xả, nhưng đôi khi cũng có 1000 chu kỳ sạc lại.

Pin lithium polymer rất phổ biến có hình dạng giống như một chiếc nút và chỉ dày 1 mm. (viên thuốc). Ngoài ra, những loại pin này có trọng lượng nhỏ nhất so với pin lithium-ion, niken-cadmium và pin không thể sạc lại, miễn là chúng có cùng dung lượng.

Ứng dụng

Pin lithium-polymer hình nút có kích thước nhỏ với độ dày chỉ 1 mm đang được sử dụng phổ biến. Ngoài ra, những loại pin này có trọng lượng nhẹ nhất so với pin và pin không thể sạc lại được thảo luận ở trên có cùng công suất năng lượng. Yếu tố này xác định thêm những ngóc ngách cho việc sử dụng pin lithium-polymer:

Điện thoại cầm tay
DVR và bộ điều hướng
mô hình điều khiển bằng sóng vô tuyến
các tiện ích và thiết bị khác nhau.

Nhược điểm của pin lithium polymer:

■ Mật độ năng lượng thấp hơn ;

■ Điện trở trong cao của polyme lithium không thể tạo ra dòng phóng điện cao. Do đó, lithium polymer không thể được sử dụng trong tua vít và các thiết bị có công suất lớn khác.

■ Suy thoái nhanh chóng, do đó, pin lithium polymer mất phần lớn dung lượng sau vài năm, ngay cả trong quá trình bảo quản.

Những loại pin này rất nhạy cảm với điều kiện nhiệt độ mà chúng hoạt động. Vì vậy, polyme Lithium không thể hoạt động bình thường ở nhiệt độ môi trường âm. Chắc chắn bạn đã thường xuyên nhận thấy điện thoại di động của mình xả pin nhanh như thế nào khi trời lạnh. Lithium polymer có thể phát nổ ở nhiệt độ trên 70°C và gây cháy.

Pin lithium polymer có thể xuống cấp theo thời gian, ngay cả khi không được sử dụng. Vì vậy, bạn không nên mua lithium polymer dự trữ. Các polyme lithium, giống như pin lithium-ion, không có, nhưng vẫn nên tuân thủ một số quy tắc liên quan đến các loại pin này:

Sạc đầy ngay lần đầu sử dụng
Trải qua một số chu kỳ sạc lại đầy đủ bằng bộ ổn áp.
Nên bảo quản pin lithium-polymer ở nơi mát mẻ, nhưng không ở nhiệt độ dưới 0.
Tránh xả hoàn toàn
Nên tránh sạc lại thường xuyên trong thời gian ngắn.
Nhiệt độ tối ưu nhất cho pin là từ +10°C đến +25°C.

Nếu không có thời lượng pin thích hợp, toàn bộ giá trị của thiết bị di động sẽ bị mất. Người dùng thấy mình bị ràng buộc với lưới điện và không thể liên lạc khi di chuyển. Trong công ty "Magazin-Details.RU", bạn có thể mua pin lithium-polymer và giải quyết các vấn đề về việc thiết bị xả nhanh.

Cách đặt mua pin lithium-polymer tại Magazin-Details.RU

Bạn muốn mua nhanh pin Li-Pol mà không phải chờ phụ tùng được giao đến? Liên hệ với cửa hàng của chúng tôi. Chúng tôi là nhà cung cấp cho các trung tâm dịch vụ và cửa hàng phụ tùng hàng đầu, đồng thời chúng tôi cũng được các khách hàng bán lẻ trên khắp cả nước ưa chuộng.

Công ty chúng tôi đã bán hàng và hợp tác trực tiếp với các nhà sản xuất thiết bị trong nhiều năm. Chúng tôi chuyên cung cấp linh kiện chính hãng chất lượng cao. Điều này đảm bảo cho khách hàng tuổi thọ pin không bị gián đoạn.

Cũng ở đây bạn sẽ tìm thấy pin Li-Ion cho máy tính xách tay, điện thoại thông minh, điện thoại và máy tính bảng.

Công ty chúng tôi cố gắng đơn giản hóa thủ tục đặt hàng càng nhiều càng tốt. Để mua pin lithium-ion polymer, khách hàng không cần tốn thời gian đến văn phòng của chúng tôi. Mọi vấn đề sẽ được giải quyết nhanh chóng thông qua website, email hoặc điện thoại.

Bạn có thể tìm hiểu chi phí chính xác của các bộ phận trên trang web của chúng tôi. Quản lý cửa hàng liên tục cập nhật chủng loại, thông tin về giá cả và số dư.

Công ty "Magazin-Details.RU" hợp tác với các pháp nhân và cá nhân. Thanh toán cho đơn đặt hàng của bạn có thể được thực hiện thông qua các dịch vụ và hệ thống thanh toán phổ biến mà không cần rời khỏi nhà.

Việc cung cấp pin lithium-polymer cho điện thoại thông minh được thực hiện thông qua dịch vụ chuyển phát nhanh, công ty vận tải hoặc Bưu điện Nga. Bạn cũng có thể tự mình nhận hàng vào thời điểm thuận tiện từ kho của chúng tôi.

Pin lithium-ion và lithium-polymer

Tư duy kỹ thuật không ngừng phát triển: nó được kích thích bởi các vấn đề liên tục nảy sinh đòi hỏi sự phát triển của các công nghệ mới để giải quyết. Trước đây, pin niken-cadmium (NiCd) đã được thay thế bằng pin niken-kim loại hydrua (NiMH), và hiện nay pin lithium-ion (Li-ion) đang cố gắng thay thế pin lithium-ion (Li-ion). Pin NiMH ở một mức độ nào đó đã được thay thế NiCd, nhưng do những ưu điểm không thể phủ nhận của loại pin này như khả năng cung cấp dòng điện cao, chi phí thấp và tuổi thọ lâu dài nên chúng không thể cung cấp sự thay thế hoàn toàn. Nhưng còn pin lithium thì sao? Tính năng của chúng là gì và pin Li-pol khác với Li-ion như thế nào? Chúng ta hãy cố gắng hiểu vấn đề này.

Theo quy luật, khi mua điện thoại di động hoặc máy tính xách tay, tất cả chúng ta đều không nghĩ đến loại pin bên trong là gì và nhìn chung các thiết bị này khác nhau như thế nào. Và chỉ sau đó, khi gặp phải trong thực tế những phẩm chất tiêu dùng của một số loại pin nhất định, chúng ta mới bắt đầu phân tích và lựa chọn. Đối với những người đang vội và muốn có câu trả lời ngay cho câu hỏi loại pin nào là tối ưu cho điện thoại di động, tôi sẽ trả lời ngắn gọn - Li-ion. Các thông tin sau đây là dành cho những người tò mò.

Đầu tiên, một chuyến tham quan ngắn vào lịch sử.

Các thí nghiệm đầu tiên về việc tạo ra pin lithium bắt đầu vào năm 1912, nhưng phải đến sáu thập kỷ sau, đầu những năm 70, chúng mới lần đầu tiên được đưa vào các thiết bị gia dụng. Hơn nữa, hãy để tôi nhấn mạnh, đây chỉ là pin. Những nỗ lực sau đó để phát triển pin lithium (pin sạc) đã thất bại do lo ngại về an toàn. Lithium, loại kim loại nhẹ nhất, có tiềm năng điện hóa lớn nhất và cung cấp mật độ năng lượng lớn nhất. Pin sử dụng điện cực kim loại lithium cung cấp cả điện áp cao và dung lượng tuyệt vời. Nhưng theo kết quả của nhiều nghiên cứu trong những năm 80, người ta phát hiện ra rằng hoạt động theo chu kỳ (sạc - xả) của pin lithium dẫn đến thay đổi điện cực lithium, do đó độ ổn định nhiệt giảm và có mối đe dọa về trạng thái nhiệt. vượt khỏi tầm kiểm soát. Khi điều này xảy ra, nhiệt độ của nguyên tố nhanh chóng đạt đến điểm nóng chảy của lithium - và một phản ứng dữ dội bắt đầu, đốt cháy khí thoát ra. Ví dụ, một số lượng lớn pin điện thoại di động lithium vận chuyển đến Nhật Bản vào năm 1991 đã bị thu hồi sau một số sự cố cháy nổ.

Do tính không ổn định vốn có của lithium, các nhà nghiên cứu đã chuyển sự chú ý sang pin lithium phi kim loại dựa trên các ion lithium. Mất đi một chút mật độ năng lượng và thực hiện một số biện pháp phòng ngừa khi sạc và xả, họ đã nhận được cái gọi là pin Li-ion an toàn hơn.

Mật độ năng lượng của pin Li-ion thường gấp đôi so với NiCd tiêu chuẩn và trong tương lai, nhờ sử dụng vật liệu hoạt tính mới, dự kiến nó sẽ còn tăng hơn nữa và đạt được tính ưu việt gấp ba lần so với NiCd. Ngoài công suất lớn, pin Li-ion hoạt động tương tự như NiCds khi phóng điện (đặc tính phóng điện của chúng có hình dạng giống nhau và chỉ khác nhau về điện áp).

Ngày nay có rất nhiều loại pin Li-ion, bạn có thể nói rất lâu về ưu nhược điểm của loại này hay loại khác, nhưng không thể phân biệt chúng bằng vẻ bề ngoài. Do đó, chúng tôi sẽ chỉ lưu ý những ưu điểm và nhược điểm đặc trưng của tất cả các loại thiết bị này và xem xét các lý do dẫn đến sự ra đời của pin lithium-polymer.

Ưu điểm chính.

Mật độ năng lượng cao và do đó có dung lượng lớn với cùng kích thước so với pin niken.
Tự xả thấp.
Điện áp cao trên mỗi ô (3,6 V so với 1,2 V đối với NiCd và NiMH), giúp đơn giản hóa thiết kế - thường pin chỉ bao gồm một ô. Nhiều nhà sản xuất ngày nay chỉ sử dụng loại pin đơn như vậy trong điện thoại di động (hãy nhớ đến Nokia). Tuy nhiên, để cung cấp cùng một nguồn điện thì phải cung cấp dòng điện cao hơn. Và điều này đòi hỏi phải đảm bảo điện trở trong của phần tử ở mức thấp.
Chi phí bảo trì (vận hành) thấp do không có hiệu ứng bộ nhớ, đòi hỏi chu kỳ xả điện định kỳ để khôi phục công suất.

Sai sót.

Công nghệ sản xuất pin Li-ion không ngừng được cải tiến. Nó được cập nhật khoảng sáu tháng một lần và rất khó để hiểu pin mới “hoạt động” như thế nào sau khi bảo quản lâu dài.

Nói một cách dễ hiểu, pin Li-ion sẽ tốt cho tất cả mọi người nếu nó không gặp vấn đề trong việc đảm bảo an toàn khi vận hành và giá thành cao. Nỗ lực giải quyết những vấn đề này đã dẫn đến sự xuất hiện của pin lithium-polymer (Li-pol hoặc Li-polymer).

Sự khác biệt chính của chúng so với Li-ion được thể hiện qua tên gọi và nằm ở loại chất điện phân được sử dụng. Ban đầu, vào những năm 70, người ta sử dụng chất điện phân polymer rắn khô, tương tự như màng nhựa và không dẫn điện nhưng cho phép trao đổi các ion (nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử tích điện). Chất điện phân polymer thay thế hiệu quả thiết bị phân tách xốp truyền thống được tẩm chất điện phân.

Thiết kế này giúp đơn giản hóa quy trình sản xuất, an toàn hơn và cho phép sản xuất pin mỏng, dạng tự do. Ngoài ra, việc không có chất điện phân dạng lỏng hoặc gel sẽ loại bỏ khả năng bắt lửa. Độ dày của phần tử là khoảng một milimet, vì vậy các nhà phát triển thiết bị có thể tự do lựa chọn hình dạng, hình dạng và kích thước, thậm chí bao gồm cả việc thực hiện nó trong các mảnh quần áo.

Nhưng thật không may, cho đến nay, pin Li-polymer khô không đủ độ dẫn điện ở nhiệt độ phòng. Điện trở trong của chúng quá cao và không thể cung cấp lượng dòng điện cần thiết cho truyền thông hiện đại và nguồn điện cho ổ cứng của máy tính xách tay. Đồng thời, khi được làm nóng đến nhiệt độ 60 °C trở lên, độ dẫn điện của Li-polymer tăng đến mức chấp nhận được, nhưng điều này không phù hợp để sử dụng với số lượng lớn.

Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục phát triển pin Li-polymer với chất điện phân rắn khô hoạt động ở nhiệt độ phòng. Những loại pin như vậy dự kiến sẽ được thương mại hóa vào năm 2005. Chúng sẽ ổn định, cho phép thực hiện 1000 chu kỳ sạc-xả đầy đủ và có mật độ năng lượng cao hơn pin Li-ion ngày nay

Trong khi đó, một số loại pin Li-polymer hiện được sử dụng làm nguồn điện dự phòng ở vùng có khí hậu nóng. Ví dụ, một số nhà sản xuất đặc biệt lắp đặt các bộ phận làm nóng để duy trì nhiệt độ thuận lợi cho pin.

Bạn có thể hỏi: làm sao điều này có thể xảy ra được? Pin Li-polymer được bán rộng rãi trên thị trường, các nhà sản xuất trang bị cho điện thoại và máy tính, nhưng ở đây chúng tôi muốn nói rằng chúng vẫn chưa sẵn sàng để sử dụng thương mại. Mọi thứ đều rất đơn giản. Trong trường hợp này, chúng ta đang nói về pin không có chất điện phân rắn khô. Để tăng độ dẫn điện của pin Li-polymer nhỏ, một lượng chất điện phân dạng gel nhất định được thêm vào chúng. Và hầu hết pin Li-polymer được sử dụng cho điện thoại di động ngày nay thực chất là loại pin lai vì chúng chứa chất điện phân giống như gel. Sẽ đúng hơn nếu gọi chúng là polymer lithium-ion. Nhưng hầu hết các nhà sản xuất chỉ dán nhãn chúng là Li-polymer cho mục đích quảng cáo. Chúng ta hãy tìm hiểu chi tiết hơn về loại pin lithium-polymer này, vì hiện tại chúng đang được quan tâm nhiều nhất.

Vì vậy, sự khác biệt giữa pin Li-ion và pin Li-polymer có thêm chất điện phân dạng gel là gì? Mặc dù đặc điểm và hiệu quả của cả hai hệ thống phần lớn tương tự nhau, nhưng điểm độc đáo của pin Li-ion polymer (bạn có thể gọi như vậy) là nó vẫn sử dụng chất điện phân rắn, thay thế cho bộ phân tách xốp. Chất điện phân gel chỉ được thêm vào để tăng độ dẫn ion.

Những khó khăn về kỹ thuật và sự chậm trễ trong việc tăng cường sản xuất đã làm trì hoãn việc giới thiệu pin polymer Li-ion. Theo một số chuyên gia, điều này là do mong muốn của các nhà đầu tư đã đầu tư rất nhiều tiền vào việc phát triển và sản xuất hàng loạt pin Li-ion để thu hồi vốn đầu tư. Vì vậy, họ không vội chuyển sang sử dụng công nghệ mới, mặc dù việc sản xuất hàng loạt pin polymer Li-ion sẽ rẻ hơn pin lithium-ion.

Và bây giờ là về tính năng vận hành pin Li-ion và Li-polymer.

Đặc điểm chính của họ rất giống nhau. Việc sạc pin Li-ion được mô tả đầy đủ chi tiết trong bài viết. Ngoài ra, tôi sẽ chỉ đưa ra một biểu đồ (Hình 1) để minh họa các giai đoạn tích điện và những giải thích nhỏ về nó.

Thời gian sạc cho tất cả pin Li-ion có dòng sạc ban đầu là 1C (về mặt số lượng bằng giá trị danh nghĩa của dung lượng pin) trung bình là 3 giờ. Sạc đầy đạt được khi điện áp pin bằng ngưỡng trên và khi dòng sạc giảm xuống mức xấp xỉ bằng 3% giá trị ban đầu. Pin vẫn lạnh trong khi sạc. Như có thể thấy từ biểu đồ, quá trình sạc bao gồm hai giai đoạn. Trong lần đầu tiên (khoảng hơn một giờ), điện áp tăng ở mức dòng sạc ban đầu gần như không đổi là 1C cho đến khi đạt đến ngưỡng điện áp trên lần đầu tiên. Lúc này, pin đã được sạc tới khoảng 70% dung lượng. Khi bắt đầu giai đoạn thứ hai, điện áp gần như không đổi và dòng điện giảm cho đến khi đạt mức trên 3%. Sau đó, quá trình sạc dừng hoàn toàn.

Nếu bạn cần sạc pin mọi lúc, nên sạc lại sau 500 giờ hoặc 20 ngày. Thông thường, nó được thực hiện khi điện áp ở các cực của pin giảm xuống 4,05 V và dừng khi đạt đến 4,2 V

Một vài lời về phạm vi nhiệt độ trong quá trình sạc. Hầu hết các loại pin Li-ion có thể được sạc với dòng điện 1C ở nhiệt độ từ 5 đến 45°C. Ở nhiệt độ từ 0 đến 5 °C, nên sạc với dòng điện 0,1 C. Cấm sạc ở nhiệt độ dưới 0. Nhiệt độ tối ưu để sạc là 15 đến 25°C.

Quá trình sạc trong pin Li-polymer gần như giống hệt với quy trình được mô tả ở trên, vì vậy người tiêu dùng hoàn toàn không cần biết mình đang cầm trong tay loại pin nào trong hai loại pin. Và tất cả những bộ sạc mà anh ấy sử dụng cho pin Li-ion đều phù hợp với Li-polymer.

Và bây giờ là về điều kiện xả thải. Thông thường, pin Li-ion xả tới giá trị 3,0 V mỗi ô, mặc dù đối với một số loại, ngưỡng thấp hơn là 2,5 V. Các nhà sản xuất thiết bị chạy bằng pin thường thiết kế các thiết bị có ngưỡng tắt là 3,0 V (cho mọi trường hợp). Điều đó có nghĩa là gì? Điện áp trên pin giảm dần khi bật điện thoại và ngay khi đạt 3.0 V, thiết bị sẽ cảnh báo bạn và tắt. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là nó đã ngừng tiêu thụ năng lượng từ pin. Năng lượng, dù nhỏ nhưng cần thiết để phát hiện khi nhấn phím nguồn của điện thoại và một số chức năng khác. Ngoài ra, năng lượng được tiêu thụ bởi mạch bảo vệ và điều khiển bên trong của chính nó, đồng thời khả năng tự phóng điện, mặc dù nhỏ nhưng vẫn là hiện tượng điển hình ngay cả đối với pin dựa trên lithium. Kết quả là, nếu để pin lithium trong thời gian dài mà không sạc lại, điện áp trên chúng sẽ giảm xuống dưới 2,5 V, điều này rất tệ. Trong trường hợp này, mạch bảo vệ và điều khiển bên trong có thể bị vô hiệu hóa và không phải bộ sạc nào cũng có thể sạc được những loại pin như vậy. Ngoài ra, việc xả sâu còn ảnh hưởng tiêu cực đến cấu trúc bên trong của pin. Pin đã xả hoàn toàn phải được sạc ở giai đoạn đầu tiên với dòng điện chỉ 0,1C. Nói tóm lại, pin thích ở trạng thái sạc hơn là ở trạng thái xả.

Một vài lời về điều kiện nhiệt độ trong quá trình phóng điện (đọc trong khi vận hành).

Nhìn chung, pin Li-ion hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ phòng. Hoạt động trong điều kiện ấm hơn sẽ làm giảm nghiêm trọng tuổi thọ của chúng. Ví dụ, mặc dù pin axit chì có công suất cao nhất ở nhiệt độ trên 30 °C, nhưng hoạt động lâu dài trong những điều kiện như vậy sẽ rút ngắn tuổi thọ của pin. Tương tự như vậy, Li-ion hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ cao, điều này ban đầu chống lại sự gia tăng điện trở trong của pin do lão hóa. Nhưng sản lượng năng lượng tăng lên chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, vì nhiệt độ tăng lần lượt thúc đẩy quá trình lão hóa nhanh hơn, kèm theo sự gia tăng thêm điện trở trong.

Trường hợp ngoại lệ duy nhất ở thời điểm hiện tại là pin lithium polymer có chất điện phân polymer rắn khô. Chúng yêu cầu nhiệt độ sống từ 60 °C đến 100 °C. Và những loại pin như vậy đã tìm được chỗ đứng trên thị trường nguồn dự phòng ở những vùng có khí hậu nóng. Chúng được đặt trong một vỏ cách nhiệt với các bộ phận làm nóng tích hợp được cấp nguồn từ mạng bên ngoài. Pin polymer Li-ion làm dự phòng được coi là có công suất và độ bền vượt trội so với pin VRLA, đặc biệt là trong điều kiện hiện trường không thể kiểm soát nhiệt độ. Nhưng giá cao của họ vẫn là một yếu tố hạn chế.

Ở nhiệt độ thấp, hiệu suất của pin trong tất cả các hệ thống điện hóa giảm mạnh. Trong khi pin NiMH, SLA và Li-ion ngừng hoạt động ở -20°C thì pin NiCd tiếp tục hoạt động ở mức -40°C. Hãy để tôi lưu ý rằng một lần nữa chúng ta chỉ nói về pin được sử dụng rộng rãi.

Điều quan trọng cần nhớ là mặc dù pin có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp nhưng điều này không có nghĩa là pin cũng có thể được sạc trong những điều kiện này. Độ nhạy sạc của hầu hết các loại pin ở nhiệt độ rất thấp là cực kỳ hạn chế và dòng sạc trong những trường hợp này phải giảm xuống 0,1C.

Tóm lại, tôi muốn lưu ý rằng bạn có thể đặt câu hỏi và thảo luận các vấn đề liên quan đến Li-ion, Li-polymer, cũng như các loại pin khác, trên diễn đàn trong diễn đàn con phụ kiện.

Khi viết bài này, tài liệu đã được sử dụng [—Pin cho thiết bị di động và máy tính xách tay. Máy phân tích pin.

Sự khác biệt giữa pin lithium polymer và pin ion là gì?

Đại đa số cư dân ở các nước phát triển đều có điện thoại di động, máy tính bảng và máy tính xách tay. Khi mua một thiết bị ở cửa hàng, rất có thể bạn thậm chí không nghĩ đến loại pin mà nó chứa. Và điều này không có gì đáng ngạc nhiên. Công nghệ đang phát triển nhanh chóng, bao gồm cả lĩnh vực pin. Cách đây không lâu, pin Ni─Cd được sử dụng trong các thiết bị điện tử di động, sau này được thay thế bằng Ni─MH. Sau đó, lithium-ion xuất hiện, nhanh chóng chinh phục thị trường thiết bị cầm tay. Và bây giờ chúng đang bị pin lithium polymer vắt kiệt sức lực. Tại một thời điểm nào đó, người dùng bắt đầu suy nghĩ về loại pin mình có. ưu điểm và nhược điểm của nó là gì? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng tìm hiểu sự khác biệt giữa pin lithium polymer và pin lithium ion.

Công việc tạo ra pin sử dụng lithium đã diễn ra được một thời gian. Nhưng những bản sao khả thi đầu tiên cho các thiết bị gia dụng chỉ xuất hiện vào những năm 70 của thế kỷ trước. Nhưng đây là những mô hình không hoàn hảo với điện cực làm từ kim loại lithium. Và hoạt động của những loại pin như vậy có vấn đề về mặt an toàn. Có rất nhiều vấn đề chưa được giải quyết trong quá trình sạc và xả pin như vậy.

Thực tế là kim loại lithium rất hoạt động và có tiềm năng điện hóa cao. Việc sử dụng nó trong pin có thể làm tăng đáng kể mật độ năng lượng. Pin có điện cực kim loại Li, loại pin đầu tiên được phát triển, có điện áp cao và dung lượng lớn. Tuy nhiên, hoạt động liên tục của pin như vậy ở chế độ sạc và xả dẫn đến thực tế là điện cực lithium thay đổi.

Điều này dẫn đến khả năng hoạt động ổn định bị gián đoạn và có nguy cơ bốc cháy do phản ứng không kiểm soát được trong pin. Tế bào pin nóng lên nhanh chóng và khi nhiệt độ tăng đến mức lithium tan chảy, phản ứng dữ dội xảy ra khi bốc cháy. Điều này gắn liền với việc thu hồi pin lithium đầu tiên trong thiết bị điện tử tiêu dùng vào đầu những năm 90.

Do đó, các nhà khoa học bắt đầu phát triển pin dựa trên ion Li. Do chúng tôi phải từ bỏ việc sử dụng kim loại lithium nên mật độ năng lượng đã giảm đi phần nào. Nhưng mặt khác, vấn đề an toàn trong quá trình vận hành pin đã được giải quyết. Những loại pin mới này được gọi là pin lithium-ion.

Mật độ năng lượng của pin lithium-ion cao hơn 2-3 lần (tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng) so với pin lithium-ion. Khi xả điện, pin Li─Ion có đặc tính tương tự Ni─Cd. Điểm duy nhất kém hơn chúng là hoạt động ở dòng phóng điện cực cao (hơn 10C). Cho đến nay, nhiều sửa đổi khác nhau của pin lithium-ion đã được phát hành.

Chúng khác nhau ở vật liệu được sử dụng làm cực âm, hệ số dạng và một số thông số khác. Chúng có đặc điểm độc đáo bởi thiết kế bao gồm các điện cực được ngâm trong chất điện phân lỏng chứa các ion lithium. Cell pin này được đặt trong một lớp vỏ kim loại kín (thép, nhôm). Để điều khiển quá trình sạc và xả trong pin lithium-ion, có một bảng mạch in được gọi là bộ điều khiển.

Để hoàn thiện bức tranh về pin Li─Ion, chúng ta hãy xem xét ưu điểm và nhược điểm của chúng.

Ưu điểm của Li─Ion

Tự xả nhẹ;
Mật độ và công suất năng lượng cao so với kiềm;
Một tế bào pin có điện áp khoảng 3,7 volt. Đối với cadmium và kim loại hydrua, giá trị này là 1,2 volt. Điều này cho phép thiết kế được đơn giản hóa đáng kể. Ví dụ, điện thoại sử dụng pin chỉ chứa một ô;
Không có hiệu ứng bộ nhớ, điều đó có nghĩa là việc bảo trì pin được đơn giản hóa.

Nhược điểm của Li─Ion

Một bộ điều khiển là cần thiết. Đây là một bảng mạch in điều khiển điện áp của một hoặc nhiều tế bào pin, nếu có một vài trong số chúng. Bảng mạch cũng kiểm soát dòng xả tối đa và trong một số trường hợp, nhiệt độ của hộp. Nếu không có bộ điều khiển thì không thể vận hành an toàn pin lithium-ion;
Sự xuống cấp của hệ thống Li─Ion xảy ra ngay cả trong quá trình bảo quản. Tức là sau một năm, dung lượng pin sẽ giảm đi rõ rệt ngay cả khi không sử dụng. Pin các loại khác (kiềm, axit chì) cũng dần xuống cấp trong quá trình bảo quản, nhưng ở chúng điều này ít rõ rệt hơn;
Giá của ion lithium cao hơn cadmium hoặc .

Khả năng của công nghệ lithium-ion chưa được phát triển đầy đủ. Do đó, pin mới liên tục xuất hiện, giúp giải quyết một số vấn đề nhất định của loại pin này. Đọc thêm về những gì nó có trong bài viết tại liên kết được cung cấp.

Pin Li-Pol

Do các vấn đề về đảm bảo an toàn khi sạc và xả pin Li─Ion, việc phát triển thêm các sửa đổi của loại pin này đã bắt đầu. Kết quả là pin lithium polymer đã được phát triển. Sự khác biệt của chúng so với ion là ở chất điện phân được sử dụng. Điều đáng nói là những phát triển đầu tiên theo hướng này được thực hiện đồng thời với công nghệ Li─Ion. Trở lại thế kỷ trước, lần đầu tiên chất điện phân khô làm từ polyme rắn đã được sử dụng. Về ngoại hình, nó trông giống như một bộ phim nhựa. Polyme này không dẫn dòng điện, nhưng không cản trở quá trình trao đổi ion, liên quan đến chuyển động của các nguyên tử hoặc nhóm tích điện của chúng. Ngoài việc chứa chất điện phân, polyme còn đóng vai trò là chất phân tách xốp giữa các điện cực.

Thiết kế mới đã cải thiện độ an toàn và đơn giản hóa việc sản xuất pin. Và điều quan trọng hơn nữa là pin lithium polymer có thể được sản xuất ở hầu hết mọi hình dạng và độ dày rất nhỏ (lên tới 1 mm). Điều này cho phép tạo ra nhiều thiết bị chạy bằng pin Li─Pol mỏng, nhỏ gọn và trang nhã. Một số loại pin lithium polymer thậm chí có thể được khâu vào quần áo.

Đương nhiên cũng có nhược điểm. Đặc biệt, pin Li─Pol với chất điện phân khô có độ dẫn điện thấp ở nhiệt độ phòng. Điều này là do ở nhiệt độ này điện trở trong của chúng cao, ngăn cản chúng cung cấp dòng điện phóng điện cần thiết để vận hành các thiết bị điện tử cầm tay.

Nếu bạn làm nóng pin lithium polymer đến 60 độ C, độ dẫn điện sẽ tăng lên. Rõ ràng, điều này không phù hợp để sử dụng trên điện thoại hoặc máy tính bảng. Tuy nhiên, pin polymer khô đã tìm được chỗ đứng trên thị trường. Chúng được sử dụng làm nguồn điện dự phòng trong điều kiện nhiệt độ cao. Có các tùy chọn khi lắp đặt các bộ phận làm nóng để cung cấp nhiệt độ cần thiết cho hoạt động bình thường của pin.

Một điểm quan trọng khác cần được làm rõ ở đây. Chắc hẳn ai cũng từng thấy loại pin mang nhãn Li─Pol đã được sử dụng trên điện thoại thông minh, máy tính bảng và máy tính xách tay từ rất lâu. Có thể nói đây là những loại pin lai lithium polymer. Chúng là sự kết hợp giữa pin Li-Ion và pin polymer khô. Các nhà sản xuất pin lithium polymer sử dụng chất giống như gel với các ion lithium làm chất điện phân.

Vì vậy, hầu hết tất cả pin lithium polymer trong các thiết bị di động hiện đại đều sử dụng chất điện phân dạng gel. Theo thiết kế, chúng là sự kết hợp giữa pin ion và polymer. Sự khác biệt giữa pin ion và polymer với chất điện phân dạng gel là gì? Các thông số điện hóa cơ bản của chúng gần như giống nhau. Sự khác biệt giữa các loại pin lai này là chúng sử dụng chất điện phân rắn thay vì thiết bị phân tách xốp. Như đã đề cập ở trên, nó cũng hoạt động như một chất tách xốp. Và chất điện phân ở trạng thái gel được sử dụng để tăng độ dẫn điện của các ion.

Pin lithium polymer đang trở nên phổ biến hơn trên thị trường và chúng là tương lai. Ít nhất là ở phân khúc đồ gia dụng và điện tử tiêu dùng. Nhưng cho đến nay việc triển khai của họ vẫn chưa tích cực lắm. Một số chuyên gia thị trường giải thích điều này bằng cách nói rằng đã đầu tư quá nhiều tiền vào việc phát triển pin Li-Ion. Và các nhà đầu tư chỉ đơn giản muốn “thu lại” số tiền đã đầu tư của mình. đọc liên kết.

Bộ sạc di động đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại hàng ngày. Chất lượng của pin là điều kiện chính cho hiệu suất, hiệu quả và an toàn của chúng. Các nhà sản xuất bộ sạc sử dụng hai loại pin trong thiết kế của họ - lithium-ion và lithium-polymer. Đối với người tiêu dùng bình thường, không quen với các tính năng của các loại khác nhau, việc chọn loại pin này hay loại pin khác thường trở thành một vấn đề.

Sự khác biệt giữa các giống này là gì, chọn loại nào sẽ đúng hơn - tất cả những câu hỏi này đòi hỏi kiến thức chi tiết về từng loại. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tiết lộ các tính năng của pin lithium-ion và lithium-polymer, giới thiệu về các đặc tính kỹ thuật, phương pháp sạc và tuổi thọ sử dụng của chúng.

Sự khác biệt giữa pin lithium-ion và lithium-polymer

Các mẫu pin được sản xuất bằng các công nghệ khác nhau thực hiện chức năng cung cấp năng lượng giống nhau. Các đặc điểm thiết kế của từng loại ảnh hưởng đến công suất được báo cáo, tuổi thọ sử dụng và mức độ chống cháy nổ. Không thể khẳng định một cách dứt khoát rằng loại pin hiện đại hơn sẽ tốt hơn loại pin lỗi thời. Có những ưu điểm và nhược điểm thực tế đối với cả hai công nghệ. Model Li-pol và Li-ion có sơ đồ hoạt động tương tự nhau nhưng khác nhau về cấu hình và thông số kỹ thuật.

Để hiểu cái nào tốt hơn - Li-polymer hay Li-ion, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn từng loại riêng biệt. Bạn nên so sánh các loại pin và đưa ra lựa chọn nghiêng về loại này hay loại khác dựa trên các chỉ số sau:

giá;
tỷ lệ trọng lượng trên công suất;
sự an toàn;
mục đích sử dụng dự định trong một thiết bị cho một mục đích cụ thể;
điều kiện hoạt động nhiệt độ.

Khi lựa chọn một trong hai loại, hãy xem xét phạm vi áp dụng và khả năng tài chính.

Pin lithium-ion: tính năng và thông số kỹ thuật

Ban đầu, các mô hình dựa trên lithium được sản xuất bằng cách sử dụng mangan và coban làm nguyên tố chính (chất điện phân hoạt tính). Pin lithium-ion hiện đại đã trải qua những thay đổi về thiết kế. Năng suất của chúng không phụ thuộc vào chất được sử dụng mà phụ thuộc vào thứ tự các phần tử được đặt trong khối. Các thành phần của pin Li-Ion hiện đại là các điện cực và dải phân cách. Vật liệu – nhôm và đồng (cực dương bằng đồng và lá nhôm làm cực âm).

Các cực thu dòng điện đặc biệt cung cấp kết nối bên trong giữa cực dương và cực âm, đồng thời việc ngâm tẩm chất điện phân của khối phân tách tạo ra môi trường thuận lợi cho việc duy trì điện tích. Các điện tích dương của các ion lithium kích hoạt các phản ứng hóa học, hình thành liên kết và cung cấp năng lượng. Nguyên lý hoạt động của nguồn điện dựa trên lithium-ion gợi nhớ đến hoạt động của pin gel cỡ lớn.

Pin lithium polymer

Vì các mẫu lithium-ion không thể đáp ứng được nhiều nhiệm vụ hiện đại nên chúng đang dần được thay thế bằng các nguyên tố polymer. Pin Li-ion không có mức độ an toàn cao và khá đắt. Để loại bỏ những thiếu sót và vấn đề vận hành này, đồng thời làm cho pin hoạt động hiệu quả hơn, các nhà phát triển đã quyết định thay đổi chất điện phân. Thay vì tẩm chất phân tách xốp, chất điện phân polyme được sử dụng trong thiết kế pin.

Tế bào lithium polymer có độ dày 1 mm, cho phép pin có kích thước nhỏ gọn. Việc thay thế chất điện phân lỏng bằng màng polymer giúp loại bỏ nguy cơ cháy nổ cao và đảm bảo an toàn cho pin. Bảng so sánh dưới đây sẽ giúp bạn xác định rõ ràng Li-ion khác với Li-Pol như thế nào.

Thông số kỹ thuật	Li-ion	Li-Pol
Năng lượng mạnh		thấp, số chu kỳ sạc và xả ít hơn
Kích thước tiêu chuẩn	lựa chọn nhỏ	sự lựa chọn cao, độc lập với định dạng ô tiêu chuẩn
	nặng hơn một chút
		cao gần gấp đôi cho cùng một kích thước
Cả đời	xấp xỉ như nhau	xấp xỉ như nhau
Nguy cơ cháy nổ	cao hơn	bảo vệ tích hợp chống rò rỉ điện phân và quá tải
Thời gian sạc
	lên tới 0,1% hàng tháng	ít hoạt động

Thiết kế của các thiết bị pin lithium polymer loại bỏ hoàn toàn sự hiện diện của chất điện phân ở dạng lỏng hoặc gel. Bạn có thể hình dung rõ ràng sự khác biệt về công nghệ khi xem xét nguyên lý hoạt động của các thiết bị cung cấp điện ô tô hiện đại. Những lo ngại về an toàn đã dẫn đến việc loại bỏ chất điện giải lỏng khỏi hoạt động hàng ngày. Nhưng cho đến gần đây, các cấu trúc xốp tẩm đã được sử dụng trong ắc quy ô tô.

Sự ra đời của các nguyên tố polyme-lithium đòi hỏi phải có cơ sở ở trạng thái rắn. Một điểm khác biệt đặc trưng so với pin lithium-ion là quá trình tiếp xúc của tấm hoạt chất với lithium và ngăn ngừa sự hình thành đuôi gai trong quá trình đạp xe. Chính tính năng này giúp bảo vệ các cell pin khỏi cháy nổ.

Cả đời

Cả pin lithium-ion và lithium-polymer đều bị lão hóa nghiêm trọng. Chúng cung cấp khoảng chín trăm chu kỳ sạc đầy trước khi không thể sử dụng được. Không quan trọng thiết bị đã được sử dụng hoạt động như thế nào. Tuy nhiên, nếu pin không được sử dụng trong một thời gian dài, tuổi thọ sử dụng sẽ bị giảm.

Chỉ sau một năm, dung lượng sẽ giảm đáng kể trong thời gian sử dụng và sau hai hoặc ba năm, có thể nói rằng pin đã hỏng hoàn toàn. Đây là nhược điểm chung của pin lithium và bạn chỉ nên chọn loại bền hơn tùy thuộc vào uy tín của nhà sản xuất và đánh giá của từng mẫu cụ thể.

Bảo vệ bổ sung

Nếu chúng ta xem xét câu hỏi về sự khác biệt giữa pin Li-ion và Li-Pol, thì điều đáng chú ý là hệ thống bảo vệ tích hợp. Các mẫu lithium polymer yêu cầu các tính năng bảo vệ bên trong bổ sung. Chúng được đặc trưng bởi các trường hợp kiệt sức do các phần tử quá nóng. Những hậu quả như vậy là do căng thẳng nội bộ của các lĩnh vực công việc khác nhau gây ra.

Để bảo vệ thiết bị khỏi bị sạc quá mức trái phép, các bộ phận quá nóng và cháy nổ, thiết kế sử dụng hệ thống ổn định đặc biệt và cơ chế hạn chế dòng điện. Điều này làm tăng tính an toàn của các mẫu pin lithium-polymer, nhưng làm tăng đáng kể giá thành của pin do sử dụng các bộ phận bảo vệ.

Một phần của thiết kế liên quan đến các thành phần điện phân trong quá trình hình thành gel. Pin composite được sử dụng trong nhiều thiết bị di động. Chúng cực kỳ nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và yêu cầu tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc vận hành. Pin gốc polymer có thể được sử dụng trong các thiết bị có nhiệt độ sưởi ấm trong khoảng 60-100 độ.

Các nhà sản xuất bọc bộ phận bên trong trong một vỏ có đặc tính cách nhiệt - rất thuận tiện khi sử dụng những loại pin như vậy ở vùng có khí hậu nóng. Trong điều kiện chế độ nhiệt độ không đáp ứng yêu cầu vận hành, các phần tử có thành phần polymer sẽ được sử dụng làm dự phòng.

Tính năng sạc pin

Pin lithium polymer sẽ cần ít nhất ba giờ sạc để sạc lại. Trong trường hợp này, khối không nóng lên. Có hai giai đoạn làm đầy. Lần đầu tiên xảy ra cho đến khi chế độ cao điểm được thiết lập, chế độ này được duy trì cho đến khi mức sạc đạt 70%. Trong điều kiện điện áp bình thường, điện tích dư sẽ được tích lũy là 30%. Việc sạc lại phải được thực hiện theo một lịch trình nghiêm ngặt, chờ xả hoàn toàn và thực hiện quy trình sau mỗi 500 giờ sử dụng thiết bị. Chế độ này duy trì khối lượng nạp không đổi.

Pin chỉ được kết nối với nguồn điện ổn định, không bị tăng điện áp hoặc nhiễu. Chỉ sử dụng bộ sạc phù hợp với các đặc điểm được nêu trong mô tả. Một điểm quan trọng: trong quá trình sạc, tất cả các đầu nối phải được kết nối chính xác; Các phần tử Li-Pol cực kỳ nhạy cảm với tất cả các loại tình trạng quá tải, mức dòng điện quá mức, sốc cơ học và hạ thân nhiệt. Độ kín của các phần tử rắn phải được đảm bảo.

Pin Li-ion sạc sử dụng nguyên tắc tương tự như pin polymer nhưng nhạy hơn và kém tin cậy hơn về mặt an toàn. Thời gian sạc của cả hai loại là gần như nhau, nhưng thành phần polymer thất thường hơn về chất lượng của điểm cấp điện.

Pin lithium-ion tốt hơn

Pin lithium-ion quen thuộc hơn với người tiêu dùng; chúng có một số ưu điểm khi vận hành:

giá thấp hơn pin lithium polymer;
kích thước tiêu chuẩn được tiêu chuẩn hóa cho phép bạn không mắc lỗi khi chọn mẫu;
phạm vi áp dụng rộng rãi.

Pin lithium mạnh mẽ được sử dụng hiệu quả cho các thiết bị yêu cầu mức tiêu thụ dòng điện cao trong thời gian ngắn. Chế độ nhiệt độ, cũng như các thiết bị làm từ polymer, có tầm quan trọng then chốt trong quá trình vận hành.

Người dùng bình thường không cảm thấy sự khác biệt đáng chú ý, nhưng xét về tính hợp lý trong phạm vi ứng dụng, loại pin này thuận tiện làm bộ sạc cho các thiết bị sau:

dụng cụ không dây (tuốc nơ vít, cưa, máy mài);
máy tính xách tay;
Điện thoại cầm tay;
ô tô điện;
robot gia đình;
xe lăn.

Trước khi chọn loại sạc tối ưu, bạn cần biết chính xác nó sẽ được sử dụng cho thiết bị nào. Điều này đặc biệt quan trọng nếu bạn dự định sử dụng và bảo trì chung nhiều thiết bị di động cùng một lúc.

Việc sử dụng pin lithium polymer là hợp lý khi trọng lượng và nhiệt độ là những yếu tố quan trọng. Chúng “sợ” sương giá và không thuận tiện cho các dụng cụ và thiết bị cầm tay. Vì vậy lĩnh vực sử dụng chính:

máy bay bốn cánh;
súng hơi hạng nhẹ;
đồ chơi;
Camera quan sát.

Khi lựa chọn loại sạc phù hợp cần chú ý đến phạm vi sử dụng, giá thành và mức độ an toàn. Đọc đánh giá của người dùng về sản phẩm từ các nhà sản xuất khác nhau và đưa ra lựa chọn.