Akumulator litowo-polimerowy to kolejna nowość w dziedzinie zasilania urządzeń przenośnych. Uważa się, że jest to bardziej zaawansowany model baterii litowo-jonowej. Jednak nie jest to do końca prawdą i chociaż nowa generacja z powodzeniem zastępuje rozpowszechnioną technologię jonową w niektórych segmentach, pod pewnymi względami Li-pol jest gorszy od swojego analogu.
Akumulator litowo-polimerowy
Akumulator litowo-polimerowy wykorzystuje materiał polimerowy jako elektrolit. Bateria tego typu znajduje zastosowanie w technologii cyfrowej, telefonach komórkowych, wszelkiego rodzaju gadżetach, modelach sterowanych radiowo itp.
Impulsem do udoskonalenia akumulatorów litowo-jonowych była potrzeba zlikwidowania dwóch ich niedociągnięć. Przede wszystkim są niebezpieczne w obsłudze, a ponadto są dość nieekonomiczne. Inżynierowie postanowili wyeliminować te wady poprzez wymianę elektrolitu.
W rezultacie pojawił się elektrolit polimerowy. Jednak polimer był wcześniej znany jako przewodnik. Od dawna jest stosowany w elektrotechnice jako przewodząca folia z tworzywa sztucznego. W nowoczesnym opracowaniu grubość ogniwa litowo-polimerowego sięga zaledwie 1 mm, co automatycznie eliminuje ograniczenia w stosowaniu przez deweloperów o różnych kształtach i rozmiarach.
Jednak najważniejszą rzeczą w nowej generacji akumulatora jest brak płynnego elektrolitu, dzięki czemu eliminuje się ryzyko zapłonu akumulatora. Tym samym wyeliminowany został problem jego bezpieczeństwa. Aby jednak zrozumieć, jakie są główne różnice między akumulatorami Li-pol i litowo-jonowymi, należy przyjrzeć się bliżej urządzeniu podstawowego modelu.
Akumulator litowo-jonowy
Pierwsze modele seryjnych baterii litowych pojawiły się na początku lat 90-tych. Jednak jako elektrolit zastosowano wówczas kobalt i mangan. W nowoczesnych akumulatorach Li-ion ważna jest nie tyle sama substancja, co konfiguracja jej lokalizacji w bloku.
Akumulatory litowo-jonowe składają się z elektrod oddzielonych separatorem porów. Z kolei masa separatora jest właśnie impregnowana substancją elektrolitu. Jeśli chodzi o same elektrody, to są one podstawą katodową na folii aluminiowej z miedzianą anodą.
Wewnątrz bloku anoda i katoda przeciwnego bieguna są połączone ze sobą zaciskami zbierającymi prąd. Ładowanie zapewnia dodatni ładunek dla jonów litu. W tym przypadku lit jest korzystny, ponieważ ma zdolność łatwego penetrowania sieci krystalicznych innych substancji, tworząc wiązania chemiczne.
Jednak pozytywne cechy akumulatorów litowo-jonowych coraz częściej nie wystarczały do wykonywania zadań w nowoczesnych gadżetach. To właśnie doprowadziło do powstania nowej generacji elementów Li-pol, które posiadają wiele cech konstrukcyjnych i funkcjonalnych.
Generalnie należy zwrócić uwagę na podobieństwo zasilaczy litowo-jonowych z pełnowymiarowymi akumulatorami helowymi do samochodów. W obu przypadkach baterie projektuje się z myślą o praktyczności. Częściowo ten kierunek rozwoju kontynuowały elementy na bazie polimerów.
Żywotność baterii litowo-polimerowej
Średnio akumulatory litowo-polimerowe obsługują około 800-900 cykli ładowania. Ten wskaźnik można uznać za bardzo skromny w porównaniu z innymi nowoczesnymi analogami. Ale ten czynnik wcale nie jest uważany przez ekspertów za decydujący zasób pierwiastka.
Faktem jest, że najnowsze baterie podlegają aktywnemu starzeniu, niezależnie od intensywności ich użytkowania. Oznacza to, że nawet jeśli zasilacz w ogóle nie jest używany, jego zasób z czasem się zmniejszy. Co więcej, dotyczy to zarówno akumulatora litowo-jonowego, jak i ogniw litowo-polimerowych.
Wszystkie baterie litowe podlegają ciągłemu procesowi starzenia. Znaczącą utratę pojemności energetycznej baterii można zaobserwować w ciągu roku od zakupu gadżetu. Po 2-3 latach niektóre zasilacze są całkowicie niesprawne. Jednak tutaj wiele zależy od producenta, ponieważ w tym segmencie występują różnice w jakości baterii.
Oprócz problemów z szybkim starzeniem się, ten rodzaj baterii wymaga dodatkowego systemu ochrony. Wynika to z faktu, że napięcie wewnętrzne w różnych częściach obwodu akumulatora może prowadzić do przepalenia. Dlatego wprowadzono tutaj specjalny schemat stabilizacji, zapobiegający przeładowaniu i przegrzaniu.
Jaka jest główna różnica między baterią litowo-polimerową a baterią jonową?
Podstawową różnicą między Li-pol i Li-ion jest odrzucenie helu i ciekłych elektrolitów. Aby dokładniej zrozumieć tę różnicę, należy zapoznać się z nowoczesnymi modelami akumulatorów samochodowych. Konieczność wymiany płynnego elektrolitu w tym przypadku była oczywiście spowodowana względami bezpieczeństwa.
Ale jeśli w przypadku akumulatorów samochodowych postęp zatrzymał się na tych samych porowatych elektrolitach z impregnacją, to modele na bazie litu otrzymały pełnoprawną, solidną podstawę. Niewątpliwie dużym atutem jest bateria litowo-polimerowa typu solid-state. Od jonowej różni się tym, że substancja aktywna w postaci płytki w strefie kontaktu z litem zapobiega tworzeniu się dendrytów podczas cyklu.
Czynnik ten wyklucza możliwość wybuchów i pożarów takich źródeł energii. Jednak nowe baterie mają również słabe punkty. Ten system ma szereg wad.
Głównym z nich jest obecne ograniczenie. Z drugiej jednak strony dodatkowe systemy ochronne sprawiają, że bateria litowo-polimerowa jest bezpieczniejsza. Ważnym czynnikiem jest również różnica w stosunku do baterii jonowej pod względem kosztów. Zasilacze polimerowe są tańsze, choć tylko nieznacznie. Ich cena wciąż rośnie ze względu na instalację elektronicznych obwodów ochronnych.
Która bateria jest lepsza - Li-pol czy Li-ion?
Decyzja, która bateria prezentowanych modeli jest lepsza, w większym stopniu powinna opierać się na planowanych warunkach pracy i charakterystyce docelowego obiektu zasilającego. Główne zalety urządzeń opartych na polimerach są bardziej namacalne dla samych producentów, dzięki czemu mogą swobodniej korzystać z nowych technologii. Dla użytkownika ta różnica w bateriach będzie subtelna.
Na przykład w kwestii ładowania akumulatora litowo-polimerowego właściciel gadżetu będzie musiał zwrócić większą uwagę na wybór wysokiej jakości źródła zasilania. Pod względem czasu samego procesu ładowania zarówno jedno, jak i drugie źródło zasilania będą raczej identycznymi elementami.
Jeśli chodzi o kwestię trwałości, sytuacja w tym wskaźniku również jest niejednoznaczna. Oczywiście efekt starzenia jest bardziej charakterystyczny dla elementów na bazie polimerów, ale w praktyce właściciele obserwują różne sytuacje. Na przykład często pojawiają się recenzje akumulatorów litowo-jonowych, które okazują się nieodpowiednie do działania już po 1 roku od zakupu. A baterie litowo-polimerowe mogą z powodzeniem służyć w niektórych urządzeniach przez 6-7 lat, będąc stale w aktywnym użytkowaniu.
Aby zwiększyć przewodność elektryczną, inżynierowie nadal dodają zżelowany elektrolit do ogniw polimerowych. Jednak pytanie, który akumulator wybrać, nie jest poważnym problemem w fabrykach. Połączone rozwiązania są często stosowane w miejscach, w których temperatura ma duży wpływ. W takich przypadkach elementy polimerowe są zwykle wykorzystywane jako zasilacze awaryjne, w razie potrzeby podłączając je do sieci.
