Литий полимерлі батарея - бұл портативті жабдықты электрмен жабдықтау саласындағы тағы бір жаңалық. Бұл литий-ионды батареяның жетілдірілген моделі деп саналады. Алайда, бұл толықтай дұрыс емес, және жаңа буын кең таралған иондық технологияны кейбір сегменттерде алмастырып жатқанымен, кейбір жағынан Ли-пол өзінің аналогынан төмен.
Литий полимерлі батарея құрылғысы
Литий полимерлі аккумулятор электролит ретінде полимер материалын қолданады. Мұндай типтегі батарея цифрлық технологияда, ұялы телефондарда, барлық гаджеттерде, радио басқарылатын модельдерде және т.б.
Литий-ионды батареяларды жақсартуға түрткі болды, олардың екі кемшілігімен күресу қажет болды. Біріншіден, оларды пайдалану қауіпті, сонымен қатар, олар үнемді емес. Инженерлер бұл кемшіліктерді электролитті өзгерту арқылы жою туралы шешім қабылдады.
Нәтижесінде полимерлі электролит пайда болды. Алайда, полимер бұрын өткізгіш ретінде белгілі болған. Ол электротехникада ұзақ уақыт өткізгіш пластикалық пленка ретінде қолданылған. Заманауи дамуда литий полимерлі жасушасының қалыңдығы 1 мм-ге ғана жетеді, бұл әр түрлі формадағы және әртүрлі көлемдегі әзірлеушілердің қолдануындағы шектеулерді автоматты түрде жояды.
Алайда, аккумулятордың жаңа буынында бастысы сұйық электролиттің болмауы, соған байланысты батареяның тұтану қаупі жойылады. Осылайша, оның қауіпсіздігі проблемасы жойылды. Ли-пол мен литий-ионды батареялардың негізгі айырмашылықтары қандай екенін түсіну үшін сіз негізгі модельдің құрылғысын мұқият қарауыңыз керек.
Ли-ионды батарея құрылғысы
Литий сериялы батареялардың алғашқы модельдері 90-шы жылдардың басында пайда болды. Алайда электролит ретінде кобальт пен марганец қолданылды. Қазіргі Ли-ионды батареяларда заттың өзі маңызды емес, оның блокта орналасуының конфигурациясы.
Литий-ионды батареялар кеуекті сепаратормен бөлінген электродтардан тұрады. Өз кезегінде, сепаратордың массасы электролит затымен жай сіңдірілген. Электродтардың өздеріне келетін болсақ, олар мыс анодты алюминий фольгадағы катодты негіз болып табылады.
Блоктың ішінде қарама-қарсы полюсті анод пен катод бір-бірімен ток жинайтын терминалдар арқылы байланысқан. Зарядтау литий ионының оң зарядын қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда литийдің химиялық байланыстар түзе отырып, басқа заттардың кристалдық торларына оңай ену мүмкіндігі бар екендігі тиімді.
Алайда литий-ионды батареялардың оң қасиеттері заманауи гаджеттердегі міндеттерді орындау үшін жеткіліксіз болды. Бұл көптеген дизайндық және функционалдық ерекшеліктері бар Li-pol элементтерінің жаңа буынының пайда болуына әкелді.
Жалпы алғанда, литий-ионды қуат көздерінің автомобильдерге арналған толық өлшемді гелий батареяларымен ұқсастығын атап өту қажет. Екі жағдайда да, батареялар практикалық тұрғыдан ескеріліп жасалған. Ішінара бұл даму бағытын полимер негізіндегі элементтер жалғастырды.
Литий полимерінің батареяның қызмет ету мерзімі
Орташа алғанда, литий полимерлі батареялар шамамен 800-900 зарядтау циклін қолдайды. Бұл индикаторды басқа заманауи аналогтармен салыстырғанда өте қарапайым деп санауға болады. Бірақ бұл факторды сарапшылар анықтаушы элемент ретінде қарастырмайды.
Шындығында, соңғы батареялар оларды пайдалану қарқындылығына қарамастан белсенді қартаюға ұшырайды. Яғни, қуат көзі мүлдем пайдаланылмаса да, оның ресурсы уақыт өте келе азаяды. Сонымен қатар, бұл литий-ионды аккумуляторға да, литий-полимерлі жасушаларға да бірдей қатысты.
Литий негізіндегі барлық аккумуляторлар үздіксіз қартаю үдерісіне ие. Аккумулятордың қуат сыйымдылығының едәуір жоғалуын гаджетті сатып алғаннан кейін бір жыл ішінде байқауға болады. 2-3 жылдан кейін кейбір қуат көздері мүлдем жарамсыз болып қалады. Дегенмен, мұнда көп нәрсе өндірушіге байланысты, өйткені осы сегмент ішінде батареяның сапасында айырмашылықтар бар.
Жылдам қартаю проблемаларынан басқа, батареяның бұл түрі қосымша қорғаныс жүйесін қажет етеді. Бұл батарея тізбегінің әртүрлі бөліктеріндегі ішкі кернеудің күйіп кетуіне әкелуі мүмкін екендігіне байланысты. Сондықтан мұнда қатты тұрақтанудың және қызып кетудің алдын алатын арнайы тұрақтандыру схемасы енгізілді.
Литий полимерлі батареяның иондық батареядан басты айырмашылығы неде?
Li-pol мен Li-ion арасындағы түбегейлі айырмашылық гелий мен сұйық электролиттерден бас тарту болып табылады. Бұл айырмашылықты дәлірек түсіну үшін автомобильдің қазіргі заманғы аккумуляторлық модельдеріне жүгіну қажет. Бұл жағдайда сұйық электролитті ауыстыру қажеттілігі, әрине, қауіпсіздік мәселелеріне байланысты болды.
Бірақ егер автомобиль аккумуляторлары жағдайында прогресс сіңдірілген сол кеуекті электролиттерде тоқтаса, литий негізіндегі модельдер толыққанды қатты негізге ие болды. Әрине, литий полимерінің қатты күйіндегі аккумуляторы - бұл үлкен артықшылық. Оның иондыдан айырмашылығы - литиймен жанасу аймағындағы пластина түріндегі белсенді зат цикл кезінде дендрит түзілуіне жол бермейді.
Бұл коэффициент осындай қуат көздерінің жарылыстары мен өрттерін болдырмайды. Алайда, жаңа батареялардың әлсіз жақтары да бар. Бұл жүйе бірқатар кемшіліктерді тудырады.
Ең бастысы - ағымдағы шектеулер. Екінші жағынан, қосымша қорғаныс жүйелері литий полимерінің батареясын қауіпсіз етеді. Иондық батареядан өзіндік құны бойынша айырмашылығы да маңызды фактор болып табылады. Полимерлі қуат көздері аз болса да арзанырақ. Электрондық қорғаныс тізбектерін орнатуға байланысты олардың бағасы әлі де жоғарылайды.
Батареяның қайсысы жақсы - Li-pol немесе Li-ion?
Ұсынылған модельдердің қай аккумуляторы жақсы болатындығы туралы шешім қабылдау жоспарланған жұмыс жағдайына және мақсатты электрмен жабдықтау қондырғысының сипаттамаларына негізделуі керек. Полимерге негізделген құрылғылардың негізгі артықшылықтары өндірушілердің өздері үшін айтарлықтай сезіледі, соның арқасында олар жаңа технологияларды еркін қолдана алады. Пайдаланушы үшін батареялардағы бұл айырмашылық өте аз болады.
Мысалы, литий полимерлі батареяны қалай зарядтау туралы мәселеде гаджеттің иесі жоғары сапалы қуат көзін таңдауға көп көңіл бөлуі керек. Зарядтау процесінің ұзақтығы тұрғысынан бір және басқа қуат көзі бірдей элементтер болады.
Ұзақтық мәселесіне келетін болсақ, бұл көрсеткіштегі жағдай да екіұшты. Әрине, қартаю әсері полимерге негізделген элементтерге тән, бірақ іс жүзінде иелер әртүрлі жағдайларды байқайды. Мысалы, литий-ионды аккумуляторларға жиі шолулар жасалады, олар сатып алғаннан кейін 1 жылдан кейін жұмыс істеуге жарамсыз болып шығады. Литий-полимерлі батареялар кейбір құрылғыларда 6-7 жыл бойы үздіксіз жұмыс істей алады, үнемі белсенді қолданыста болады.
Электр өткізгіштігін арттыру үшін инженерлер полимерлі жасушаларға гельдік электролит қосады. Алайда, қандай аккумуляторды таңдау керек деген мәселе зауыттарда өткір мәселе емес. Аралас ерітінділер көбінесе температура қатты әсер ететін жерлерде қолданылады. Мұндай жағдайларда полимер элементтері резервтік қорек көзі ретінде пайдаланылады, оларды қажет болған жағдайда желіге қосады.
