Sạc pin lithium polymer đúng cách. Sự khác biệt giữa 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 polyme 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. Các polyme lithium 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.

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 nhẹ nhất trong tất cả các kim loại, 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 dựa trên niken.
Tự xả thấp.
Điện áp cao của một 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 các 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 điện tích 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 luôn sạc pin, 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 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 phương tiện 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 của 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. Khả năng đáp ứng 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.

Pin polymer là phiên bản hiện đại hóa của nguồn năng lượng lithium. Một loại gel đặc biệt có những đặc tính nhất định được sử dụng làm chất độn cho pin lithium polymer.

Để quyết định xem có nên sử dụng pin tiên tiến li pol hay không, bạn cần nghiên cứu một số thông tin nhất định và tính đến những ưu điểm và nhược điểm.

Hiệu suất của thiết bị, thiết bị di động hoặc lắp đặt phần lớn phụ thuộc vào việc chọn nguồn điện chính xác như thế nào. Do đó, pin lithium ion hoặc lithium ion polymer được sử dụng để hoàn thiện bộ sạc di động. Để đưa ra lựa chọn đúng đắn, bạn cần biết sự khác biệt là gì. Bắt buộc phải tính đến những ưu và nhược điểm của nguồn điện.

Video thú vị về pin lithium polymer.

Pin lithium-ion

Cuộc trình diễn pin ion đầu tiên diễn ra vào thế kỷ trước. Sau đó, các nhà phát triển đã trình bày các mô hình trong đó các điện cực được chế tạo từ kim loại lithium. Chúng được đặc trưng bởi mức độ an toàn thấp và tuổi thọ ngắn. Do đó, kim loại lithium đã được thay thế bằng các ion li.

Pin lithium-ion được nâng cấp có những ưu điểm sau:

Tăng công suất, mật độ điện giải.
Khả năng hoạt động ở điện áp cao hơn.
Dễ dàng bảo trì do thiếu hiệu ứng bộ nhớ.
Tự xả tối thiểu.

Tuổi thọ sử dụng của pin ion cũng phụ thuộc vào việc có tính đến các nhược điểm hay không:

Cần phải theo dõi liên tục mức điện áp, dòng điện và nhiệt độ. Điều này đòi hỏi một bộ điều khiển đặc biệt. Đây chính xác là điểm khác biệt giữa pin ion và pin polymer.
Giảm dần công suất.
Thành phần phải bao gồm mạch bảo vệ đã được chứng minh, bộ điều khiển với các thành phần cần thiết. Công việc như vậy đòi hỏi một số vật liệu và công cụ nhất định. Quy trình sản xuất mạch bảo vệ mất một thời gian. Tất cả điều này dẫn đến giá thành của pin li ion po tăng lên 1,5–2 lần.

1.jpg" alt="pin lithium polymer" width="700" height="394" srcset="" data-srcset="https://akbzona.ru/wp-content/uploads/2018/01/litij-polimernyj-akkumulyator-1..jpg 300w" sizes="(max-width: 700px) 100vw, 700px">!}

Pin lithium polymer

Sự phát triển của pin lithium polymer chất lượng cao bắt đầu do mức độ an toàn của nguồn năng lượng ion thấp. Kết quả là, các nhà sản xuất đã nhận được loại pin có những ưu điểm đặc biệt so với li.

Thay vì thành phần điện phân tiêu chuẩn, người ta sử dụng chất điện phân polyme khô, ở dạng màng. Nó không dẫn dòng điện và không cản trở sự trao đổi các hạt tích điện. Không giống như nguồn năng lượng ion, thiết bị pin polymer không có bộ phân tách xốp.

Do sử dụng thiết kế này nên mức độ an toàn của pin lipol gia dụng cao hơn. Rốt cuộc, khả năng đánh lửa giảm xuống bằng không.

Chất điện phân polyme dễ xử lý. Do đó, các nhà sản xuất có thể dễ dàng tạo ra pin li ion polymer có hình dạng và cấu hình tối ưu theo yêu cầu. Do đó, những bộ nguồn như vậy được sử dụng trong điện thoại, máy tính xách tay, thiết bị cầm tay và máy quay video.

Thật không may, pin lithium ion polymer có độ dẫn điện thấp. Mức độ của nó chỉ tăng khi đun nóng. Nhưng hiệu ứng như vậy không phải lúc nào cũng được chấp nhận. Ví dụ, không được phép làm nóng pin nếu không có hệ thống làm mát.

Mức điện trở của pin li ion polymer cao nên khá khó để đạt được giá trị dòng điện yêu cầu. Vì điều này, các thiết bị hiện đại không thể trang bị nguồn điện như vậy.

Nhưng những vấn đề trên chỉ cố hữu ở những nguồn năng lượng li ion poly trong đó chất điện phân ở dạng khô.

300x175.jpg 300w" size="(chiều rộng tối đa: 600px) 100vw, 600px">

Pin lithium polymer được nâng cấp

Vấn đề liên quan đến việc thiếu tính dẫn điện đã được giải quyết bằng cách đưa một số thành phần nhất định vào chất điện phân. Bây giờ họ sản xuất pin polymer, chất điện phân được trình bày dưới dạng gel. Những nguồn năng lượng này được gọi là pin lithium ion polymer. Họ được trang bị điện thoại di động, bộ sạc và thiết bị di động tốt nhất.

Pin polymer có thể sạc lại được tìm thấy ở khắp mọi nơi, bất kể loại công nghệ nào được trình bày.

Sự khác biệt cơ bản

Chọn gì: pin li ion hay li polymer? Cả hai thiết kế đều có đặc điểm và thông số tương tự nhau. Sự khác biệt nằm ở sự hiện diện của chất điện phân rắn trong pin li ion pol.

Pin polymer li-ion nâng cấp không đi kèm với bộ phân tách xốp. Nó nổi bật nhờ công suất tăng, tuổi thọ dài và độ dẫn điện tăng.

Khi quyết định loại pin nào tốt nhất cho điện thoại, các nhà sản xuất sẽ tính đến các đặc điểm thiết kế cũng như sự khác biệt giữa loại pol và li. Hơn nữa, hầu hết họ thường sử dụng pin ion li polymer, loại pin này có tất cả các ưu điểm.

1..-1..-1-300x137.jpg 300w"size="(max-width: 700px) 100vw, 700px">

Đặc điểm của việc sử dụng pin lithium

Việc sử dụng li ion và li ion pol tuân theo nguyên tắc tương tự. Để ngăn chặn các vấn đề bạn cần:

Duy trì điện áp 4,2–2,7 V trong toàn bộ thời gian hoạt động. Các chỉ số này tương ứng với mức sạc tối đa và tối thiểu.
Có tính đến các hạn chế về điện áp do nhà sản xuất đưa ra. Để kiểm soát cẩn thận, việc sử dụng các kế hoạch đã được chứng minh được cho phép.
Tuổi thọ sử dụng của pin được sạc ở mức 45–46% pol hoặc li là dài nhất.
Việc đưa bộ điều khiển vào pin polymer ion giúp duy trì mức điện áp chấp nhận được.

Quy tắc sạc pin lithium polymer

Để tăng thời gian hoạt động của ắc quy mà không cần sạc thêm, bạn cần lưu ý các quy tắc vận hành sạc.

Xả hoàn toàn không được phép. Pin polymer không có hiệu ứng ghi nhớ. Vì vậy, việc sử dụng bộ sạc có thể chấp nhận được ngay cả với mức xả nhỏ. Để kéo dài tuổi thọ của pin li ion po, bạn cần sạc pin thường xuyên hơn. Trong trường hợp này, bạn cần sử dụng bộ sạc “bản địa”.
Liên tục sử dụng pin đã được sạc đầy sẽ có hại. Vì vậy, nguồn điện phải được xả về 0 trong những khoảng thời gian nhất định. Nguyên nhân là do sạc không ổn định và sử dụng các mạch và thiết bị khác nhau. Với việc phóng điện định kỳ, khả năng hình thành ngưỡng dưới và ngưỡng trên sẽ bị loại bỏ.
Bộ nguồn li ion po chưa sử dụng được bảo quản ở nhiệt độ 15–20 độ. Mức phí phải là 40%. Không nên cất giữ nguồn điện đã sạc đầy. Rốt cuộc, điều này dẫn đến việc mất năng lực và suy giảm hiệu suất.
Bộ sạc gốc được sử dụng để sạc pin lithium-ion polymer. Một số điện thoại di động có bộ sạc tích hợp. Một bộ chuyển đổi bên ngoài được cung cấp riêng để giúp ổn định điện áp. Một số thiết bị không được trang bị các thiết bị như vậy. Vì vậy, pin được tháo ra để sạc.
Pin polymer không được quá nóng. Ngay cả khi vượt quá 1–2 độ cũng có ảnh hưởng bất lợi đến tình trạng của nguồn điện. Nhiệt độ thấp cũng có tác động tiêu cực. Vì vậy, bạn chỉ cần sử dụng pin ở chế độ chấp nhận được.
Nghiêm cấm vận hành các nguồn điện gần lò sưởi. Không nên để pin tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời. Rốt cuộc, tất cả điều này giúp giảm thời gian sử dụng.
Sẽ không an toàn khi sử dụng bộ sạc chưa được chứng nhận. Vậy làm thế nào để bạn sạc pin? Giải pháp tốt nhất là sử dụng bộ sạc đã được kiểm nghiệm và chứng nhận do nhà sản xuất khuyến nghị.
Tất cả các đầu nối được sử dụng phải có cùng kích thước. Đây là cách duy nhất để loại bỏ khả năng bị chập pin.
Nhiệt độ của nguồn điện phải được theo dõi liên tục. Điều này đặc biệt quan trọng nếu không có hệ thống làm mát.
Tải trọng cơ học bị cấm. Điều này có thể gây ra sự hình thành các vết nứt nhỏ và các hư hỏng khác.

Video về việc phục hồi pin lithium-polymer.

Trước khi sử dụng bộ sạc đa năng, bạn phải:

So sánh các thông số kỹ thuật.
Kiểm tra các chỉ số công suất. Nếu sử dụng hạn chế bộ sạc sẽ khó sạc được nguồn điện.
Đảm bảo bộ sạc hoạt động tốt. Suy cho cùng, sản phẩm Trung Quốc có thể có khuyết điểm.

Nếu cần, bạn có thể kiểm tra xem pin cũ sẽ sạc như thế nào.

Lưu trữ và thải bỏ pin polymer

Tuổi thọ của pin polymer ion phụ thuộc vào việc tuân thủ các quy tắc bảo quản.

Nguồn điện sơ cấp không yêu cầu điều kiện bảo quản đặc biệt. Chỉ cần làm theo khuyến nghị của nhà sản xuất là đủ.
Pin được tháo ra khỏi thiết bị được đặt trên bề mặt khô ráo. Trong trường hợp này, cần giảm thiểu khả năng ánh sáng mặt trời chiếu vào bề mặt nguồn điện.
Khả năng đóng băng tăng lên nếu pin cạn kiệt. Vì vậy, những mặt bằng có đủ điều kiện cần thiết được lựa chọn để lưu trữ.
Pin polymer nên được lưu trữ với mức sạc nhỏ (40–50%).
Không đáng để sử dụng và lưu trữ pin lithium polymer, loại pin có điện áp liên tục giảm. Những thiết bị như vậy phải được tái chế.
Sau khi lưu trữ lâu dài, nguồn năng lượng phải được kiểm tra. Pin bị hư hỏng hoặc bị sưng nên được thay thế.

Hệ thống điện hóa của pin polymer là vô hại. Rốt cuộc, trong quá trình chuẩn bị, các tiêu chuẩn và yêu cầu về môi trường đã được tính đến. Nhưng việc xử lý các thiết bị bị lỗi là bắt buộc. Những hành động như vậy giúp bảo vệ môi trường. Các nguồn bị lỗi sẽ được chuyển đến các tổ chức phù hợp theo cách thức quy định.

Pin lithium polymer hiện đại hóa đang dần thay thế các nguồn năng lượng truyền thống. Và điều này là do khả năng đáng kể, đặc tính kỹ thuật và mức độ an toàn ngày càng tăng.

Pin lithium polymer là phiên bản cải tiến của pin lithium-ion truyền thống. Sự khác biệt chính của nó là việc sử dụng vật liệu polymer đặc biệt, trong đó các chất dẫn điện lithium giống như gel được sử dụng làm chất độn. Loại pin này được sử dụng trong nhiều mẫu thiết bị di động, điện thoại, thiết bị kỹ thuật số, ô tô điều khiển bằng sóng vô tuyến, v.v.

Pin lithium polymer truyền thống dùng trong gia đình không thể cung cấp quá nhiều dòng điện. Tuy nhiên, ngày nay có nhiều loại năng lượng đặc biệt của những thiết bị như vậy có thể cung cấp dòng điện lớn gấp nhiều lần công suất của nó tính bằng ampe giờ.

Thiết kế pin lithium polymer

Sự khác biệt giữa bộ lưu trữ năng lượng lithium polymer và lithium ion là loại chất điện phân được sử dụng. Pin polymer sử dụng polymer đặc biệt với dung dịch chứa lithium, trong khi pin ion sử dụng chất điện phân gel thông thường. Hệ thống điện của hầu hết các mẫu máy hiện đại đều sử dụng pin lithium polymer. Điều này là do nó cung cấp dòng xả mạnh hơn. Tuy nhiên, không có sự phân chia quá chặt chẽ giữa các loại pin này, vì chúng chỉ khác nhau về bản chất của chất điện phân. Điều này áp dụng cho các tính năng sạc và xả, quy tắc vận hành và biện pháp phòng ngừa an toàn.

Các đặc điểm chính

Pin lithium-polymer hiện đại có cùng khối lượng sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn đáng kể so với pin niken-cadmium (NiCd) và niken-hydrua kim loại (NiMH). Chúng có số chu kỳ hoạt động khoảng 500-600. Chúng ta hãy nhớ lại rằng đối với NiCd là 1000 chu kỳ và đối với NiMH là khoảng 500. Giống như lithium-ion, các chất mang polymer cũng già đi theo thời gian. Vì vậy, sau 2 năm, viên pin như vậy sẽ giảm tới 20% dung lượng.

Các loại pin lithium polymer năng lượng

Ngày nay có hai loại pin chính như vậy - tiêu chuẩn và xả nhanh. Chúng khác nhau ở mức dòng xả tối đa. Chỉ báo này được biểu thị bằng đơn vị dung lượng pin hoặc bằng ampe. Trong hầu hết các trường hợp, mức dòng xả tối đa không vượt quá 3C. Tuy nhiên, một số mẫu có thể tạo ra dòng điện 5C. Trong các thiết bị phóng điện nhanh, cho phép dòng xả lên tới 8-10C. Tuy nhiên, mô hình xả nhanh không được sử dụng cho các thiết bị gia dụng.

Các tính năng của ứng dụng

Việc sử dụng pin lithium-polymer có thể làm tăng đáng kể thời gian hoạt động của động cơ điện đồng thời giảm trọng lượng của pin. Do đó, nếu thay pin NiMH 650 mAh thông thường bằng hai pin lithium-polymer thông thường, bạn có thể nhận được năng lượng chứa năng lượng cao gấp 3 lần. Hơn nữa, pin như vậy sẽ nhẹ hơn 10 g. Nếu bạn sử dụng pin xả nhanh thì bạn có thể đạt được hiệu suất cao hơn nữa. Một hệ thống như vậy sẽ là một lựa chọn tuyệt vời không chỉ cho các mẫu máy bay hoặc trực thăng nhỏ mà còn cho các thiết bị điều khiển bằng sóng vô tuyến ấn tượng.

Pin lithium polymer, không giống như pin lithium-ion, hoạt động tốt trên các máy bay trực thăng nhỏ như Hummingbird và Piccolo. Các mô hình tương tự với động cơ cổ góp thông thường có thể bay bằng hai pin polymer trong nửa giờ. Khi sử dụng động cơ không chổi than, thời gian này tăng lên 50 phút. Loại pin này được coi là lựa chọn lý tưởng cho máy bay hạng nhẹ trong nhà. Hiệu quả của chúng trong trường hợp này được xác định bởi trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với pin NiCd.

Lĩnh vực duy nhất mà pin lithium-polymer kém hơn NiCd là việc sử dụng nó trong các thiết bị có dòng xả cực cao lên tới 50 C. Tuy nhiên, rất có thể trong một vài năm nữa, các loại pin mạnh hơn loại này sẽ xuất hiện. . Đồng thời, giá của pin lithium-polymer, lithium-ion và NiCd gần như giống nhau đối với cùng một khối lượng thiết bị.

Đặc điểm hoạt động

Các quy tắc hoạt động của pin lithium-polymer và lithium-ion phần lớn tương tự nhau. Khi sử dụng pin polymer, bạn phải tránh một số tình huống nguy hiểm nhất định có thể gây ra tác hại không thể khắc phục được cho pin:

sạc thiết bị với điện áp 4,2 volt mỗi bình;
phóng điện với dòng điện có khả năng chịu tải vượt quá mức cho phép;
phóng điện với điện áp dưới 3 volt trên mỗi tế bào;
giảm áp suất pin;
làm nóng thiết bị trên 60 độ;
lưu trữ lâu dài ở trạng thái thải hoàn toàn.

Pin lithium polymer và lithium ion có nguy cơ cháy khi quá nóng và xả quá mức. Để chống lại hiện tượng này, tất cả các loại pin hiện đại đều được trang bị hệ thống điện tử tích hợp giúp ngăn ngừa tình trạng xả quá mức hoặc quá nhiệt. Đây là lý do tại sao pin lithium polymer cần có thuật toán sạc đặc biệt.

Bộ sạc

Quá trình sạc pin lithium-polymer thực tế không khác gì sạc pin lithium-ion. Hầu hết các loại pin lithium-polymer có thể sạc được với dòng sạc ban đầu là 1C trong khoảng 3 giờ. Để đạt được mức sạc đầy, cần phải có điện áp pin tương ứng với ngưỡng trên. Ngoài ra, một điều kiện cần thiết là giảm dòng sạc xuống 3% giá trị danh nghĩa. Hơn nữa, trong quá trình sạc như vậy, pin như vậy luôn lạnh. Nếu bạn muốn pin được sạc liên tục thì nên sạc lại khoảng 500 giờ một lần, tương ứng với 20 ngày. Theo quy định, việc sạc thường được thực hiện khi điện áp ở các cực của pin giảm xuống 4,05V. Quá trình sạc sẽ dừng lại sau khi điện áp ở các cực đạt 4,2V.

Nhiệt độ sạc

Hầu hết pin lithium-polymer có thể được sạc ở nhiệt độ 5-45 độ ở dòng điện 1C. Nếu nhiệt độ nằm trong khoảng từ 0 đến 5 độ thì nên chuyển sang dòng điện 0,1C. Sạc ở nhiệt độ dưới 0 là hoàn toàn bị cấm trong trường hợp này. Theo truyền thống, người ta tin rằng điều kiện thuận lợi nhất để sạc là 15-25 độ. Vì tất cả các quy trình sạc trong pin lithium-polymer và lithium-ion gần như giống hệt nhau nên có thể sử dụng cùng một bộ sạc cho chúng.

Điều kiện xả thải

Theo truyền thống, loại pin này phóng điện ở điện áp 3,0V mỗi pin. Tuy nhiên, một số loại thiết bị phải được xả ở ngưỡng tối thiểu 2,5V. Các nhà sản xuất thiết bị di động cung cấp ngưỡng tắt là 3.0V, ngưỡng này sẽ phù hợp với mọi loại pin. Nghĩa là, khi pin xả trong khi thiết bị di động được bật, điện áp giảm dần và khi đạt đến 3.0V, thiết bị sẽ tự động cảnh báo cho bạn và tắt. Tuy nhiên, thiết bị vẫn tiếp tục tiêu thụ một phần năng lượng từ pin. Điều này là cần thiết để phát hiện khi nhấn nút nguồn hoặc cho các chức năng tương tự khác. Ngoài ra, năng lượng ở đây có thể được sử dụng cho mạch điều khiển và bảo vệ của chính nó. Hơn nữa, mức độ tự phóng điện thấp vẫn là đặc điểm của chất mang lithium-polymer. Do đó, nếu bạn để những loại pin như vậy trong thời gian dài, điện áp trong chúng có thể giảm xuống dưới 2,5V, điều này rất có hại. Tất cả các hệ thống bảo vệ và kiểm soát nội bộ có thể bị vô hiệu hóa. Kết quả là những loại pin như vậy không thể sạc được bằng bộ sạc thông thường nữa. Ngoài ra, việc xả hết pin sẽ rất có hại cho cấu trúc bên trong của pin. Do đó, pin đã xả hoàn toàn phải được sạc ở giai đoạn đầu tiên với dòng điện tối thiểu là 0,1C.

Nhiệt độ trong quá trình xả

Pin lithium polymer hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ phòng. Nếu bạn sử dụng thiết bị trong môi trường nóng hơn, tuổi thọ pin có thể giảm đáng kể. Còn với pin lithium-ion, loại pin này hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ cao. Ban đầu, nó ngăn không cho điện trở trong của pin tăng lên, nguyên nhân được cho là kết quả của quá trình lão hóa. Tuy nhiên, sau đó năng lượng đầu ra giảm và nhiệt độ tăng sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa do tăng điện trở trong.

Pin lithium polymer có điều kiện hoạt động hơi khác một chút vì nó có chất điện phân khô và rắn. Nhiệt độ lý tưởng cho hoạt động của nó là 60-100 độ. Vì vậy, thiết bị mang năng lượng như vậy đã trở thành lựa chọn lý tưởng làm nguồn điện dự phòng ở những vùng có khí hậu nóng. Chúng được đặt đặc biệt trong vỏ cách nhiệt với các bộ phận làm nóng tích hợp được cấp nguồn từ mạng bên ngoài.

Pin lithium polymer có dung lượng và độ bền vượt trội so với pin lithium-ion.
Dễ sử dụng trong điều kiện hiện trường khi không có cách nào để kiểm soát nhiệt độ.
Mật độ năng lượng cao trên mỗi đơn vị trọng lượng và thể tích.
Tự xả thấp.
Các phần tử mỏng không quá 1 mm.
Tính linh hoạt của hình thức.
Không có hiệu ứng nhớ.
Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng từ −20 đến +40 ° C.
Giảm điện áp không đáng kể trong quá trình phóng điện.

Nhược điểm của pin lithium polymer:

Hiệu suất thấp ở nhiệt độ từ -20 độ trở xuống.
Giá cao.

Các công nghệ sản xuất pin không đứng yên và dần dần pin Ni-Cd (niken-cadmium) và Ni-MH (niken-kim loại hydrua) đang được thay thế trên thị trường bằng pin dựa trên công nghệ lithium. Pin lithium polymer (Li-Po) và lithium-ion (Li-ion) ngày càng được sử dụng làm nguồn năng lượng trong các thiết bị điện tử khác nhau

Liti- Kim loại màu trắng bạc, mềm, dẻo, cứng hơn natri nhưng mềm hơn chì. Lithium là kim loại nhẹ nhất trên thế giới! Mật độ của nó là 0,543 g/cm3. Nó có thể được xử lý bằng cách nhấn và lăn. Mỏ lithium được tìm thấy ở Nga, Argentina, Mexico, Afghanistan, Chile, Mỹ, Canada, Brazil, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Trung Quốc, Úc, Zimbabwe và Congo

Du ngoạn 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 nhẹ nhất trong tất cả các kim loại, có tiềm năng điện hóa lớn nhất và cung cấp mật độ năng lượng lớn nhất. Pin sử dụng điện cực kim loại lithium có đặc điểm là 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. Bằng cách thử nghiệm mật độ năng lượng một chút và thực hiện một số biện pháp phòng ngừa khi sạc và xả, họ đã tạo ra loại pin lithium-ion (Li-ion) an toàn hơn.

Mật độ năng lượng của pin Li-ion thường cao hơn nhiều lần so với pin NiCd và NiMH tiêu chuẩn. Nhờ sử dụng các hoạt chất mới nên tính ưu việt này ngày càng tăng lên hàng năm. Ngoài công suất lớn, pin Li-ion hoạt động tương tự như pin niken khi phóng điện (đặc tính phóng điện của chúng giống nhau và chỉ khác nhau về điện áp).

Pin Li-ion tốt cho tất cả mọi người, nhưng vấn đề đảm bảo an toàn khi vận hành và chi phí cao đã khiến các nhà khoa học phải tạo ra pin lithium-polymer (Li-pol hoặc Li-po).

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 về cơ bản thay thế các thiết bị phân tách xốp truyền thống được tẩm chất điện phân nên chúng có vỏ nhựa dẻo, nhẹ hơn, cho dòng điện ra cao hơn và có thể dùng làm pin điện cho các thiết bị có động cơ điện mạnh mẽ.

Thiết kế này giúp đơn giản hóa quy trình sản xuất, được đặc trưng bởi độ an toàn cao hơn và cho phép sản xuất pin mỏng ở bất kỳ hình dạng nào. Độ dày tối thiểu 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 triển khai nó trong các mảnh quần áo.

Ưu điểm chính

Pin lithium-ion và lithium-polymer có cùng trọng lượng có cường độ năng lượng vượt trội so với pin niken (NiCd và Ni-MH)
Tự xả thấp
Điện áp cao trên mỗi ô (3,6-3,7V so với 1,2V-1,4 đối với NiCd và NiMH), giúp đơn giản hóa thiết kế - thường pin chỉ bao gồm một ô. Nhiều nhà sản xuất chỉ sử dụng loại pin đơn như vậy trong các thiết bị điện tử nhỏ gọn khác nhau (điện thoại di động, thiết bị liên lạc, thiết bị định vị, v.v.)
Độ dày phần tử từ 1 mm
Khả năng có được các hình thức rất linh hoạt

sai sót

Pin có thể bị lão hóa ngay cả khi không được sử dụng và chỉ nằm trên kệ. Vì những lý do hiển nhiên, các nhà sản xuất im lặng về vấn đề này. Đồng hồ bắt đầu tích tắc kể từ thời điểm pin được sản xuất tại nhà máy và việc giảm công suất là kết quả của sự gia tăng điện trở trong, do đó được tạo ra bởi quá trình oxy hóa chất điện phân. Cuối cùng, điện trở trong sẽ đạt đến mức mà pin không thể cung cấp năng lượng dự trữ được nữa, mặc dù có đủ năng lượng trong pin. Sau hai hoặc ba năm, pin thường không thể sử dụng được.
Chi phí cao hơn so với pin NiCd và Ni-MH
Khi sử dụng pin lithium polymer, luôn có nguy cơ cháy nổ, có thể xảy ra do chập điện các điểm tiếp xúc, sạc không đúng cách hoặc pin bị hư hỏng cơ học. Vì nhiệt độ cháy của lithium rất cao (vài nghìn độ) nên nó có thể đốt cháy các vật thể ở gần và gây cháy.

Đặc điểm chính của pin Li-Po

Như đã đề cập ở trên, pin lithium-polymer có cùng trọng lượng sẽ có cường độ năng lượng cao hơn nhiều lần so với pin NiCd và Ni-MH. Theo quy định, tuổi thọ của pin Li-Po hiện đại không vượt quá 400-500 chu kỳ sạc-xả. Để so sánh, tuổi thọ của pin Ni-MH hiện đại có khả năng tự xả thấp là 1000-1500 chu kỳ.

Công nghệ sản xuất pin lithium không đứng yên và những con số trên có thể mất đi sự liên quan bất cứ lúc nào, bởi vì Các nhà sản xuất pin đang nâng cao đặc tính của họ hàng tháng thông qua việc áp dụng các quy trình công nghệ mới vào sản xuất của họ.

Trong số các loại pin lithium-polymer được bán, có thể phân biệt hai nhóm chính: xả nhanh(Chào Xả) và bình thường. Chúng khác nhau ở dòng xả tối đa - nó được biểu thị bằng ampe hoặc đơn vị dung lượng pin, được ký hiệu bằng chữ “C”.

Các lĩnh vực ứng dụng của pin Li-Po

Việc sử dụng pin Li-Po cho phép bạn giải quyết hai vấn đề quan trọng - tăng thời gian hoạt động của thiết bị và giảm trọng lượng pin

Thường xuyên Pin Li-Po được sử dụng làm nguồn điện trong các thiết bị điện tử có mức tiêu thụ dòng điện tương đối thấp (điện thoại di động, thiết bị liên lạc, máy tính xách tay, v.v.).

Xả nhanh Pin lithium polymer thường được gọi là " bằng vũ lực"- những loại pin như vậy được sử dụng để cấp nguồn cho các thiết bị có mức tiêu thụ dòng điện cao. Một ví dụ nổi bật về việc sử dụng pin Li-Po “điện” là các mẫu xe điều khiển bằng sóng vô tuyến với động cơ điện và ô tô hybrid hiện đại. Chính tại phân khúc thị trường này, sự cạnh tranh chính giữa các nhà sản xuất pin Li-Po khác nhau đã diễn ra.

Lĩnh vực duy nhất mà pin lithium-polymer vẫn thua kém pin niken là khu vực có dòng phóng điện siêu cao (40-50C). Xét về giá mỗi dung lượng, pin lithium polymer có giá tương đương với NiMH. Nhưng các đối thủ cạnh tranh đã xuất hiện trong phân khúc thị trường này - (Li-Fe), công nghệ sản xuất đang phát triển hàng ngày.

Sạc pin Li-Po

Hầu hết pin Li-Po được sạc bằng thuật toán khá đơn giản - từ nguồn điện áp không đổi 4,20V/cell với giới hạn dòng điện là 1C (một số mẫu pin Li-Po công suất hiện đại cho phép chúng được sạc với dòng điện 5C) . Quá trình sạc được coi là hoàn thành khi dòng điện giảm xuống 0,1-0,2C. Trước khi chuyển sang chế độ ổn định điện áp ở dòng điện 1C, pin sẽ tăng khoảng 70-80% công suất. Mất khoảng 1-2 giờ để sạc đầy. Bộ sạc phải tuân theo các yêu cầu khá nghiêm ngặt về độ chính xác của việc duy trì điện áp khi kết thúc quá trình sạc - không kém hơn 0,01 V/cell.
Trong số các bộ sạc trên thị trường, có thể phân biệt hai loại chính - bộ sạc đơn giản, không phải “máy tính” ở mức giá từ 10-40 USD, chỉ được thiết kế cho pin lithium và bộ sạc phổ thông ở mức giá từ 80-400 USD, được thiết kế để phục vụ các loại pin.

Theo quy định, những cái đầu tiên chỉ có đèn LED báo sạc; số lượng lon và dòng điện trong chúng được đặt bằng cách sử dụng nút nhảy hoặc bằng cách kết nối pin với các đầu nối khác nhau trên bộ sạc. Ưu điểm của bộ sạc như vậy là giá thấp. Hạn chế chính là một số thiết bị này không thể phát hiện chính xác thời điểm kết thúc quá trình sạc. Họ chỉ xác định thời điểm chuyển từ chế độ ổn định dòng điện sang chế độ ổn định điện áp, xấp xỉ 70-80% công suất.

Nhóm bộ sạc thứ hai có khả năng rộng hơn nhiều; theo quy luật, chúng đều hiển thị điện áp, dòng điện và dung lượng tính bằng mAh mà pin “chấp nhận” trong quá trình sạc, điều này cho phép bạn xác định chính xác hơn mức độ sạc của pin. Khi sử dụng bộ sạc, điều quan trọng nhất là phải đặt chính xác số lượng lon cần thiết trong pin và dòng điện sạc trên bộ sạc, thường là 1C.

Hoạt động và biện pháp phòng ngừa của pin Li-Po

Có thể nói rằng pin lithium-polymer là loại pin “tinh tế” nhất trong số những loại pin hiện có, tức là. yêu cầu bắt buộc phải tuân thủ một số quy tắc đơn giản. Chúng tôi liệt kê chúng theo thứ tự nguy hiểm giảm dần:

Sạc lại pin - sạc tới điện áp vượt quá 4,20V mỗi cell
Đoản mạch pin
Xả với dòng điện vượt quá khả năng tải hoặc dẫn đến làm nóng pin Li-Po trên 60°C
Xả dưới điện áp 3V trên mỗi bình
Pin nóng lên trên 60°С
Giảm áp suất pin
Lưu trữ ở trạng thái xả

Việc không tuân thủ ba điểm đầu tiên sẽ dẫn đến hỏa hoạn, tất cả những điểm khác - mất hoàn toàn hoặc một phần công suất

Từ tất cả những gì đã nói, có thể rút ra kết luận sau:

Để tránh hỏa hoạn, bạn phải có một bộ sạc thông thường và đặt chính xác số lon cần sạc trên đó.
Cũng cần sử dụng các đầu nối loại trừ khả năng đoản mạch của pin và kiểm soát dòng điện tiêu thụ của thiết bị lắp pin Li-Po
Bạn cần chắc chắn rằng thiết bị điện tử được lắp pin không bị quá nóng. Ở +70°С, một “phản ứng dây chuyền” bắt đầu trong pin, biến năng lượng tích trữ trong pin thành nhiệt, pin sẽ lan rộng theo đúng nghĩa đen, đốt cháy mọi thứ có thể cháy
Nếu bạn làm chập mạch một cục pin gần như đã xả hết, sẽ không có hiện tượng cháy; nó sẽ “chết” một cách lặng lẽ và yên bình do xả quá mức.
Theo dõi điện áp khi hết pin và nhớ tắt điện sau khi sử dụng
Giảm áp suất cũng là nguyên nhân khiến pin lithium bị hỏng. Không có không khí nên đi vào bên trong phần tử. Điều này có thể xảy ra nếu lớp bảo vệ bên ngoài (pin được bọc kín trong bao bì như ống co nhiệt) bị hỏng do va đập hoặc bị hư hỏng do vật sắc nhọn hoặc nếu cực pin bị quá nhiệt nghiêm trọng trong quá trình hàn. Kết luận - không thả từ độ cao lớn và hàn cẩn thận
Theo khuyến cáo của nhà sản xuất, pin nên được bảo quản ở trạng thái sạc được 50-70%, tốt nhất là ở nơi thoáng mát, nhiệt độ không quá 30°C. Lưu trữ ở trạng thái xả có tác động tiêu cực đến tuổi thọ sử dụng. Giống như tất cả các loại pin, pin lithium polymer có khả năng tự phóng điện nhẹ.

Lắp ráp pin Li-Po

Để có được pin có dòng điện cao hoặc dung lượng cao, người ta sử dụng kết nối song song của pin. Nếu bạn mua pin làm sẵn, thì bằng cách đánh dấu, bạn có thể biết nó chứa bao nhiêu lon và cách chúng được kết nối. Chữ P (song song) sau số biểu thị số hộp được kết nối song song và S (nối tiếp) - nối tiếp. Ví dụ: "Kokam 1500 3S2P" có nghĩa là pin được mắc nối tiếp với ba cặp pin và mỗi cặp được tạo thành bởi hai pin được mắc song song với dung lượng 1500 mAh, tức là. Dung lượng pin sẽ là 3000 mAh (khi mắc song song thì dung lượng tăng lên), điện áp sẽ là 3,7V x 3 = 11,1V.

Nếu bạn mua riêng pin, thì trước khi kết nối chúng với pin, bạn cần cân bằng điện thế của chúng, đặc biệt đối với tùy chọn kết nối song song, vì trong trường hợp này, một ngân hàng sẽ bắt đầu sạc pin kia và dòng sạc có thể vượt quá 1C. Nên xả tất cả các ngân hàng đã mua xuống 3V với dòng điện khoảng 0,1-0,2C trước khi kết nối. Điện áp phải được theo dõi bằng vôn kế kỹ thuật số có độ chính xác ít nhất 0,5%. Điều này sẽ đảm bảo hiệu suất pin đáng tin cậy trong tương lai.

Bạn cũng nên thực hiện cân bằng tiềm năng (cân bằng) ngay cả trên các pin có thương hiệu đã được lắp ráp trước khi sạc lần đầu tiên, vì nhiều công ty lắp ráp các tế bào vào pin không cân bằng chúng trước khi lắp ráp.

Do công suất giảm do hoạt động, trong mọi trường hợp, bạn không nên thêm ngân hàng mới nối tiếp với ngân hàng cũ - pin sẽ không cân bằng.

Tất nhiên, bạn cũng không thể kết hợp các loại pin có dung lượng khác nhau, thậm chí tương tự nhau vào một pin - ví dụ: 1800 và 2000 mAh, đồng thời sử dụng pin của các nhà sản xuất khác nhau trong một pin, vì điện trở trong khác nhau sẽ dẫn đến mất cân bằng của pin.

Khi hàn, bạn nên cẩn thận; bạn không nên để các cực quá nóng - điều này có thể làm hỏng lớp niêm phong và vĩnh viễn “làm hỏng” cục pin chưa được sử dụng. Một số pin Li-Po đi kèm với các mảnh bảng mạch in textolite đã được hàn vào các cực để dễ dàng nối dây. Điều này làm tăng thêm trọng lượng - khoảng 1 g mỗi phần tử, nhưng sẽ mất nhiều thời gian hơn để làm nóng những nơi đặt dây hàn - sợi thủy tinh không dẫn nhiệt tốt. Dây có đầu nối phải được cố định vào hộp pin, ít nhất bằng băng dính để không vô tình bị đứt khi kết nối nhiều lần với bộ sạc

Các sắc thái của việc sử dụng pin Li-Po

Tôi sẽ đưa ra một vài ví dụ hữu ích hơn theo những gì đã nói trước đó, nhưng thoạt nhìn thì không rõ ràng...

Theo thời gian sử dụng lâu dài, các thành phần của pin, do sự phân tán công suất nhỏ ban đầu, sẽ trở nên mất cân bằng - một số ngân hàng “già đi” sớm hơn những pin khác và mất dung lượng nhanh hơn. Với số lượng lon lớn hơn trong pin, quá trình này sẽ diễn ra nhanh hơn. Điều này dẫn đến quy tắc sau: cần theo dõi dung lượng của từng phần tử pin.

Nếu phát hiện pin trong một cụm có dung lượng khác với các phần tử khác hơn 15-20%, thì nên từ chối sử dụng toàn bộ cụm hoặc hàn pin có ít phần tử hơn so với các pin còn lại.

Bộ sạc hiện đại có bộ cân bằng tích hợp, cho phép bạn sạc riêng tất cả các bộ phận trong pin dưới sự kiểm soát chặt chẽ. Nếu bộ sạc không được trang bị bộ cân bằng thì phải mua riêng và nên sạc pin bằng bộ sạc này.

Bộ cân bằng bên ngoài là một bảng nhỏ được kết nối với mỗi ngân hàng, chứa điện trở tải, mạch điều khiển và đèn LED cho biết điện áp trên một ngân hàng nhất định đã đạt đến mức 4,17-4,19V. Khi điện áp trên một phần tử riêng biệt vượt quá ngưỡng 4,17V, bộ cân bằng sẽ đóng một phần dòng điện “với chính nó”, ngăn điện áp vượt quá ngưỡng tới hạn.

Cần nói thêm rằng bộ cân bằng không ngăn chặn việc phóng điện quá mức của một số tế bào trong pin không cân bằng; nó chỉ có tác dụng bảo vệ khỏi hư hỏng các phần tử trong quá trình sạc và như một phương tiện để xác định các phần tử “xấu” trong pin.

Những điều trên áp dụng cho pin có từ ba phần tử trở lên; đối với pin hai lon, theo quy định, không được sử dụng bộ cân bằng.

Theo nhiều đánh giá, việc xả pin lithium xuống điện áp 2,7-2,8V có ảnh hưởng bất lợi đến công suất hơn, chẳng hạn như sạc lại ở điện áp 4,4V. Việc bảo quản pin ở trạng thái xả quá mức đặc biệt có hại.

Có ý kiến cho rằng không thể sử dụng pin lithium-polymer ở nhiệt độ dưới 0. Thật vậy, các thông số kỹ thuật của pin cho thấy phạm vi hoạt động là 0-50°C (ở 0°C 80% dung lượng pin được giữ lại). Tuy nhiên, vẫn có thể sử dụng pin Li-Po ở nhiệt độ dưới 0, khoảng -10...-15°C. Vấn đề là bạn không cần phải đông lạnh pin trước khi sử dụng - hãy đặt pin vào túi nơi ấm. Và trong quá trình sử dụng, hiện tượng sinh nhiệt bên trong pin hóa ra lại là một đặc tính hữu ích, giúp pin không bị đóng băng. Tất nhiên, hiệu suất của pin sẽ thấp hơn một chút so với ở nhiệt độ bình thường.

Phần kết luận

Xem xét tốc độ phát triển của tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực điện hóa học, có thể giả định rằng tương lai nằm ở các công nghệ lưu trữ năng lượng lithium nếu pin nhiên liệu không bắt kịp chúng. Chờ và xem…

Bài viết sử dụng tư liệu từ các bài viết của Sergei Potupchik và Vladimir Vasiliev