• Литиум полимерна батерија

Литиум полимерна батеријаможеби е подобар избор.И покрај неговата малку повисока цена, имајќи го предвид животниот век на циклусот, безбедноста, стабилноста на снабдувањето и техничката поддршка, може да им понуди на корисниците посигурно и поефикасно решение за складирање енергија.

Што е литиум-јонска батерија?

Преглед на литиум-јонска батерија

Литиум-јонската батерија е батерија на полнење која складира и ослободува енергија со движење на литиумските јони помеѓу позитивните и негативните електроди.Тој стана примарен извор на енергија за многу мобилни уреди (како што се паметни телефони, лаптопи) и електрични возила (како што се електрични автомобили, електрични велосипеди).

Структура на литиум-јонска батерија

1. Материјал за позитивна електрода:
   • Позитивната електрода на литиум-јонската батерија обично користи литиумови соли (како што се литиум кобалт оксид, литиум никел манган кобалт оксид итн.) и материјали базирани на јаглерод (како природен или синтетички графит, литиум титанат итн.).
   • Изборот на материјал за позитивна електрода има значително влијание врз густината на енергијата на батеријата, животниот век на циклусот и цената.
2. Негативна електрода (катода):
   • Негативната електрода на литиум-јонската батерија обично користи материјали базирани на јаглерод како природен или синтетички графит.
   • Некои литиум-јонски батерии со високи перформанси користат и материјали како силикон или литиум метал како негативна електрода за да ја зголемат густината на енергијата на батеријата.
3. Електролит:
   • Литиум-јонските батерии користат течен електролит, обично литиумови соли растворени во органски растворувачи, како што е литиум хексафлуорофосфат (LiPF6).
   • Електролитот служи како проводник и го олеснува движењето на литиумските јони, одредувајќи ги перформансите и безбедноста на батеријата.
4. Сепаратор:
   • Сепараторот во литиум-јонската батерија е првенствено направен од микропорозни полимерни или керамички материјали, дизајнирани да спречат директен контакт помеѓу позитивните и негативните електроди додека дозволуваат премин на јони на литиум.
   • Изборот на сепаратор значително влијае на безбедноста на батеријата, работниот век и перформансите.
5. Прилог и печат:
   • Куќиштето на литиум-јонската батерија обично е направено од метални материјали (како алуминиум или кобалт) или специјална пластика за да обезбеди структурна поддршка и да ги заштити внатрешните компоненти.
   • Дизајнот на заптивката на батеријата осигурува дека електролитот не протекува и спречува надворешни материи да навлезат, одржувајќи ги перформансите и безбедноста на батеријата.

Генерално, литиум-јонските батерии постигнуваат добра енергетска густина, циклус на траење и перформанси преку нивната сложена структура и внимателно избраните комбинации на материјали.Овие карактеристики ги прават литиум-јонските батерии главен избор за модерни преносливи електронски уреди, електрични возила и системи за складирање енергија.Во споредба со литиум полимерните батерии, литиум-јонските батерии имаат одредени предности во густината на енергијата и економичноста, но исто така се соочуваат со предизвици во безбедноста и стабилноста.

Принцип на литиум-јонска батерија

• За време на полнењето, литиумските јони се ослободуваат од позитивната електрода (анода) и се движат низ електролитот до негативната електрода (катода), генерирајќи електрична струја надвор од батеријата за напојување на уредот.
• За време на празнењето, овој процес е обратен, при што јоните на литиум се движат од негативната електрода (катода) назад кон позитивната електрода (анода), ослободувајќи ја складираната енергија.

Предности на литиум-јонската батерија

1.Висока енергетска густина

• Преносливост и лесен: Енергетската густина на литиум-јонските батерии обично е во опсег од150-250 Wh/kg, дозволувајќи им на преносливите уреди како паметни телефони, таблети и лаптопи да складираат голема количина на енергија во релативно лесен волумен.
• Долготрајна употреба: Високата енергетска густина им овозможува на уредите да работат подолго време во ограничен простор, задоволувајќи ги потребите на корисниците за продолжена употреба на отворено или продолжено, обезбедувајќи подолг век на батеријата.

2.Долг живот и стабилност

• Економски придобивки: Типичниот животен век на литиум-јонските батерии се движи од500-1000 циклуси на полнење-празнење, што значи помалку замени на батерии и со тоа намалување на вкупните трошоци за сопственост.
• Стабилни перформанси: Стабилноста на батеријата значи постојана изведба и доверливост во текот на нејзиниот животен век, намалувајќи го ризикот од влошување на перформансите или неуспех поради стареење на батеријата.

3.Способност за брзо полнење и празнење

• Погодност и ефикасност: Литиум-јонските батерии поддржуваат брзо полнење и празнење, со типични брзини на полнење кои достигнуваат1-2C, задоволување на барањата на современите корисници за брзо полнење, намалување на времето на чекање и подобрување на секојдневниот живот и работната ефикасност.
• Прилагодлив на модерниот живот: Функцијата за брзо полнење ги задоволува потребите за брзо и практично полнење во модерниот живот, особено за време на патување, работа или други прилики за кои е потребно брзо полнење на батеријата.

4.Нема мемориски ефект

• Практични навики за полнење: Без забележлив „мемориски ефект“, корисниците можат да се полнат во секое време без потреба од периодични целосно празнења за одржување на оптимални перформанси, намалувајќи ја сложеноста на управувањето со батеријата.
• Одржување на висока ефикасност: Нема мемориски ефект значи дека литиум-јонските батерии можат континуирано да обезбедуваат ефикасни, постојани перформанси без сложено управување со полнење-празнење, намалувајќи го товарот за одржување и управување на корисниците.

5.Ниска стапка на само-празнење

• Долгорочно чување: Стапката на самопразнење на литиум-јонските батерии е типично2-3% месечно, што значи минимална загуба на полнење на батеријата во подолги периоди на неупотреба, одржување високи нивоа на полнење за мирување или итна употреба.
• За заштеда на енергија: Ниските стапки на самопразнење ја намалуваат загубата на енергија кај неискористените батерии, заштедувајќи енергија и намалувајќи го влијанието врз животната средина.

Недостатоци на литиум-јонската батерија

1. Безбедносни прашања

Литиум-јонските батерии претставуваат безбедносни ризици како што се прегревање, согорување или експлозија.Овие безбедносни проблеми може да ги зголемат ризиците за корисниците за време на употребата на батеријата, потенцијално предизвикувајќи штета на здравјето и имотот, со што ќе биде потребно засилено безбедносно управување и следење.

2. Трошоци

Цената на производството на литиум-јонските батерии обично се движи од100-200 долари за киловат-час (kWh).Во споредба со другите типови на батерии, ова е релативно висока цена, главно поради материјалите со висока чистота и сложените производни процеси.

3. Ограничен животен век

Просечниот животен век на литиум-јонските батерии обично се движи од300-500 циклуси на полнење-празнење.Во услови на честа употреба и со висок интензитет, капацитетот и перформансите на батеријата може побрзо да се намалат.

4. Температурна чувствителност

Оптималната работна температура за литиум-јонските батерии обично е внатре0-45 Целзиусови степени.При претерано високи или ниски температури, перформансите и безбедноста на батеријата може да бидат засегнати.

5. Време на полнење

Додека литиум-јонските батерии имаат можности за брзо полнење, во некои апликации како што се електричните возила, технологијата за брзо полнење сè уште има потреба од понатамошен развој.Во моментов, некои технологии за брзо полнење можат да ја полнат батеријата80% во рок од 30 минути, но достигнувањето 100% полнење обично бара повеќе време.

Индустрии и сценарија погодни за литиум-јонска батерија

Поради своите супериорни карактеристики на изведба, особено високата енергетска густина, лесната тежина и без „мемориски ефект“, литиум-јонските батерии се погодни за различни индустрии и сценарија за примена.Еве индустрии, сценарија и производи каде литиум-јонските батерии се посоодветни:

Сценарија за примена на литиум-јонска батерија

1. Преносливи електронски производи со литиум-јонски батерии:
   • Паметни телефони и таблети: литиум-јонските батерии, поради нивната висока енергетска густина и лесна тежина, станаа главен извор на енергија за модерните паметни телефони и таблети.
   • Преносливи аудио и видео уреди: како што се Bluetooth слушалки, преносни звучници и камери.
2. Електрични транспортни возила со литиум-јонски батерии:
   • Електрични автомобили (EVs) и хибридни електрични возила (HEVs): Поради нивната висока густина на енергија и долг животен век, литиум-јонските батерии станаа најпосакуванитехнологија на батерии за електрични и хибридни возила.

• Електрични велосипеди и електрични скутери: сè попопуларни во патувањето на кратки растојанија и градскиот превоз.

3. Преносливи напојувања и системи за складирање енергија со литиум-јонски батерии:
   • Преносливи полначи и мобилни напојувања: Обезбедување дополнително напојување за паметни уреди.
   • Станбени и комерцијални системи за складирање енергија: како што се домашни системи за складирање на сончева енергија и проекти за складирање на мрежа.
4. Медицински уреди со литиум-јонски батерии:
   • Преносливи медицински уреди: како што се преносливи вентилатори, монитори за крвен притисок и термометри.
   • Медицински мобилни уреди и системи за следење: како што се безжичните уреди за електрокардиограм (ЕКГ) и системи за далечинско следење на здравјето.
5. Воздухопловни и вселенски литиум-јонски батерии:
   • Беспилотни воздушни возила (UAVs) и авиони: Поради лесната и високата енергетска густина на литиум-јонските батерии, тие се идеални извори на енергија за беспилотни летала и други лесни авиони.
   • Сателити и вселенски сонди: Литиум-јонските батерии постепено се прифаќаат во воздушните апликации.

Добро познати производи кои користат литиум-јонски батерии

• Батерии за електрични автомобили на Tesla: литиум-јонските батерии на Tesla користат технологија на литиум-јонски батерии со висока енергетска густина за да обезбедат долг домет за своите електрични возила.
• Apple iPhone и iPad батерии: Apple користи висококвалитетни литиум-јонски батерии како главен извор на енергија за сериите на iPhone и iPad.
• Батерии за безжична правосмукалка Dyson: Безжичните правосмукалки на Dyson користат ефикасни литиум-јонски батерии, обезбедувајќи им на корисниците подолго време на користење и поголема брзина на полнење.

Што е литиум полимерна батерија?

Преглед на литиум полимерна батерија

Литиумска полимерна батерија (LiPo), позната и како литиумска батерија во цврста состојба, е напредна технологија на литиум-јонска батерија која користи полимер во цврста состојба како електролит наместо традиционалните течни електролити.Основните предности на оваа технологија за батерии лежат во нејзината подобрена безбедност, густина на енергија и стабилност.

Принцип на литиум полимерна батерија

• Процес на полнење: Кога ќе започне полнењето, на батеријата е поврзан надворешен извор на енергија.Позитивната електрода (анода) прифаќа електрони, а во исто време, јоните на литиум се одвојуваат од позитивната електрода, мигрираат низ електролитот до негативната електрода (катода) и се вградуваат.Во меѓувреме, негативната електрода исто така прифаќа електрони, зголемувајќи го целокупното полнење на батеријата и складирајќи повеќе електрична енергија.
• Процес на празнење: За време на употребата на батеријата, електроните течат од негативната електрода (катода) низ уредот и се враќаат во позитивната електрода (анода).Во тоа време, вградените литиумски јони во негативната електрода почнуваат да се одвојуваат и се враќаат на позитивната електрода.Како што мигрираат литиумските јони, полнењето на батеријата се намалува, а складираната електрична енергија се ослободува за употреба на уредот.

Структура на литиум полимерна батерија

Основната структура на литиум полимерната батерија е слична на онаа на литиум-јонската батерија, но користи различни електролити и некои материјали.Еве ги главните компоненти на литиум полимерната батерија:

1. Позитивна електрода (анодна):
   • Активен материјал: Материјалот на позитивната електрода е обично материјали со вградени литиум-јони, како што се литиум кобалт оксид, литиум железо фосфат итн.
   • Тековен колекционер: За спроведување на електрична енергија, анодата обично е обложена со проводен струен колектор, како што е бакарна фолија.
2. Негативна електрода (катода):
   • Активен материјал: Активниот материјал на негативната електрода е исто така вграден, најчесто користејќи материјали на база на графит или силикон.
   • Тековен колекционер: Слично на анодата, катодата бара и добар спроводлив струен колектор, како бакарна фолија или алуминиумска фолија.
3. Електролит:
   • Литиум полимерните батерии користат полимери во цврста состојба или гелови како електролити, што е една од главните разлики од традиционалните литиум-јонски батерии.Оваа форма на електролит обезбедува поголема безбедност и стабилност.
4. Сепаратор:
   • Улогата на сепараторот е да спречи директен контакт помеѓу позитивната и негативната електрода додека дозволува јони на литиум да минуваат низ.Ова помага да се спречи краток спој на батеријата и да се одржува стабилноста на батеријата.
5. Прилог и печат:
   • Надворешноста на батеријата обично е направена од метална или пластична обвивка, обезбедувајќи заштита и структурна поддршка.
   • Материјалот за запечатување осигурува дека електролитот не протекува и ја одржува стабилноста на внатрешната средина на батеријата.

Поради употребата на полимерни електролити во цврста состојба или гел-како, литиум полимерните батерии имаатвисока енергетска густина, безбедност и стабилност, што ги прави поатрактивен избор за одредени апликации во споредба со традиционалните литиум-јонски батерии со течен електролит.

Предности на литиум полимерната батерија

Во споредба со традиционалните литиум-јонски батерии со течен електролит, литиум полимерните батерии ги имаат следните уникатни предности:

1.Електролит во цврста состојба

• Засилена безбедност: Поради употребата на електролит во цврста состојба, литиум полимерните батерии значително го намалуваат ризикот од прегревање, согорување или експлозија.Ова не само што ја подобрува безбедноста на батеријата, туку и ги намалува потенцијалните опасности предизвикани од истекување или внатрешни кратки споеви.

2.Висока енергетска густина

• Оптимизиран дизајн на уред: Енергетската густина на литиум полимерните батерии обично достигнува300-400 Wh/kg, значително повисока од150-250 Wh/kgна традиционалните течни електролитни литиум-јонски батерии.Ова значи дека, за ист волумен или тежина, литиум полимерните батерии можат да складираат повеќе електрична енергија, овозможувајќи уредите да бидат дизајнирани потенки и полесни.

3.Стабилност и издржливост

• Долг животен век и ниско одржување: Поради употребата на електролити во цврста состојба, литиум полимерните батерии обично имаат животен век од1500-2000 циклуси на полнење-празнење, далеку надминувајќи го500-1000 циклуси на полнење-празнењена традиционалните течни електролитни литиум-јонски батерии.Ова значи дека корисниците можат да користат уреди подолго време, намалувајќи ја фреквенцијата на замена на батериите и поврзаните трошоци за одржување.

4.Способност за брзо полнење и празнење

• Подобрена удобност на корисниците: Литиум полимерните батерии поддржуваат полнење со голема брзина, со брзини на полнење кои достигнуваат до 2-3C.Ова им овозможува на корисниците брзо да добијат струја, да го намалат времето на чекање и да ја подобрат ефикасноста на користењето на уредот.

5.Изведба на високи температури

• Пошироки сценарија за примена: Стабилноста на висока температура на електролитите во цврста состојба им овозможува на литиум полимерните батерии да работат добро при поширок опсег на работни температури.Ова обезбедува поголема флексибилност и доверливост за апликации кои бараат работа во средини со висока температура, како што се електрични возила или опрема на отворено.

Генерално, литиум полимерните батерии им обезбедуваат на корисниците поголема безбедност, поголема густина на енергија, подолг животен век и поширок опсег на апликации, што дополнително ги задоволува потребите на современите електронски уреди и системи за складирање енергија.

Недостатоци на литиум полимерната батерија

1. Висока производна цена:
   • Цената на производството на литиум полимерните батерии е типично во опсег од200-300 долари за киловат-час (kWh), што е релативно висока цена во споредба со другите видови литиум-јонски батерии.
2. :
3. :
4. :
5. :
6. :