Варианты литий-полимерных аккумуляторных батарей и их принцип работы

В данной статье рассказывается о том, что такое литий-полимерный аккумулятор.

Литий-полимерные аккумуляторы относятся к разряду современных аккумуляторов с идеальными эксплуатационными характеристиками.

Данные аккумуляторные батареи стали новой эпохой развития в литий-ионной технологии. Данные аккумуляторы применяют в основном в смартфонах, планшетах, квадрокоптерах и других современных устройствах.

Литий-полимерный аккумулятор

Обратите внимание!

Благодаря полимерному электролиту, можно создавать абсолютно любую форму аккумулятора.

Первоначально элементы Li-Pol намного отставали по проводимости и выносливости температур, от элементов Li-ion. Оба варианта используются в современных устройствах, и их характеристики практически одинаковы.

Основным отличием Li-Pol от Li-ion является вариант используемого электролита.  В процессе производства аккумуляторов на Li-ion технологии, катод и анод разделяется сепаратором. В варианте Li-Pol основным компонентом питания электричеством является электролит, имеющий в своем составе дополнительные элементы для лучшей электропроводимости.

Существует несколько вариантов

дополнительных компонентов, которые предают более высокую электропроводимость:

• С сухим полимером – такие модели производятся с применением полиэтиленоксида и солей лития.
• С мелкопористой полимерной матрицей – в нее внедряются неводные растворы солей лития.
• С гомогенным электролитом в форме геля – создаются путем встраивания в полимерную структуру солей лития.

Li-Polymer, основанные на данной технологии аккумуляторные батареи отличаются от других тем, что имеют гибкую форму и вместо жесткого корпуса обладают мягкой оболочкой. Благодаря этому, данные аккумуляторы по сравнению с Li-ion легче на 10-20 процентов.

Принцип работы аккумуляторов Li-Pol и Li-ion

абсолютно одинаков. Ионы лития поставляют заряд электричества, перемещаясь при этом от катода к аноду, и в обратном направлении. Происходит данный процесс следующим образом: когда аккумуляторная батарея подвергается зарядке, элементы Li+ перемещаются от катода к аноду, а при потреблении электричества от аккумулятора действие происходит в обратном порядке.

Уровень напряжение аккумуляторов созданных по технологии Li-P в разряженном состоянии составляет от 2,7 до 3 В, а в заряженном – достигает 4,2 В.

Проводя эксперименты над материалами катода и анода, инженеры смогли добиться повышения объема электричества, а также им удалось улучшить аккумуляторные батареи к восприятию разных температур.

• стойкость к токовым перегрузкам, сжатию, вибрациям и другим воздействиям;
• компактность;
• легкий удельный вес;
• низкое внутреннее сопротивление;
• разнообразие форм и толщин – вплоть до 1 мм;
• высокая удельная энергоемкость;
• малый саморазряд;
• невыраженный эффект памяти;
• стабильность напряжения в процессе разряда;
• напряжение 3,7 В на ячейку;
• высокий уровень безопасности;
• диапазон рабочих температур от -20 до +40 °С;
• ресурс от 500 циклов и выше.

Несмотря на большое количество плюсов аккумуляторов данного типа, также имеются и несколько минусов. Основными минусами являются большая стоимость на рынке аккумуляторов, подверженность к старению и непереносимость мороза. Абсолютно все аккумуляторные батареи, созданные на литий-ионной основе со временем теряют свой объем примерно на 20%.

Виды батарей

Аккумуляторные батареи Li-Pol разделяются на две группы:

1. Обычные – разряд тока, в которых достигает от 3 до 5. Данные аккумуляторы в основном стоят на смартфонах, планшетах и других устройствах.
2. Быстроразрядные –в данных батареях разряд тока обычно идет от 8 до 10. Такие аккумуляторы ставятся на электромобилях, радиоуправляемых устройствах.

Для того чтобы аккумулятор Li-Pol прослужил дольше следует соблюдать несколько дисциплин по обращению с батареей. Зарядное устройство для аккумулятора должно быть исправно, и соответствовать характеристикам для вашего аккумулятора.

Кроме того, чтобы аккумулятор Li-Pol прослужил дольше важно:

• не допускать перезаряда – выше 4,2 В на элемент;
• избегать короткого замыкания;
• не допускать перегрева выше 60 °С, в т. ч. при заряде или разряде высокими токами;
• не оставлять элементы питания под воздействием прямых солнечных лучей, возле отопительных приборов или открытых источников огня;
• не нарушать герметичность оболочки;
• не разряжать ниже 3 В на элемент;
• не подвергать ударам, прокалыванию и другим механическим воздействиям;
• не хранить в разряженном состоянии;
• заряжать, не дожидаясь полной разрядки;
• после использования на морозе – выдерживать пару часов при комнатной температуре, а затем заряжать;
• хранить в полузаряженном состоянии в прохладном сухом месте, в стороне от тепловых приборов.