Технологии изготовления химических источников питания для автономных электронных устройств постоянно совершенствуются. На смену привычным вещам постоянно приходят новые, и рядовому пользователю не всегда удается сразу разобраться в преимуществах и недостатках различных типов аккумуляторов. К тому же, вокруг любого технического устройства в интернете возникает огромное количество мифов и домыслов.
Отличия в технологиях изготовления
Одним из таких мифов является жесткое противопоставление литий-ионных источников и литий-полимерных аккумуляторов (Li-Pol, липолей). На самом деле, Li-Polymer элементы – это лишь усовершенствованная разновидность Li-Ion элементов. Липоли еще называют полимерными литий-ионными аккумуляторами, или Li-ion источниками с полимерным электролитом.
В ставшем уже традиционном аккумуляторе применяется жидкий электролит. Он имеет традиционные же недостатки:
- токсичность;
- возможность подтекания;
- необходимость применения твердого сепаратора, разделяющего электроды (к нему предъявляются противоречивые требования), что не позволяет уменьшить толщину батареи;
- дополнительный фактор пожароопасности (хотя в Li-Ion элементе и так есть, чему гореть);
- другие минусы.
Ведущие производители аккумуляторов давно ведут исследования, пытаясь уйти от жидкого электролита. На сегодняшний день достижения таковы:
- Созданы элементы с полимерным сепаратором, имеющим мелкоячеистую структуру. Поры пропитаны тем же самым жидким электролитом.
- С электролитом в виде геля. В полимерную основу встроены соли лития.
- Элементы с твердым электролитом. Пожалуй, лишь эту категорию можно называть полноценными литий-полимерными источниками. Считаются наиболее прогрессивными, но потребительские свойства не позволяют применять их широко. Это пока аккумуляторы будущего.
В этих аккумуляторах идут те же электрохимические процессы, что в обычных литий-ионных источниках энергии. Катод и анод выполняются из тех же веществ, различие лишь в консистенции жидкого (иногда – не очень жидкого) реагента. Поэтому говорить об липолях, как об элементах с электролитом в виде полностью твердой пленки, пока рано.
Сравнительная таблица характеристик Li-ion и Li-Pol аккумуляторов
Большинство параметров указанных аккумуляторов одинаковы. Различия представлены в таблице.
| Параметр | Литий-ионный элемент | Литий-полимерный аккумулятор |
|---|---|---|
| Удельная энергоемкость, Вт*ч | 100-230, в зависимости от электрохимического состава | 150-250, в зависимости от электрохимического состава |
| Ресурс, циклов заряд-разояд | 700-1000, в зависимости от электрохимического состава | 500-1200, в зависимости от электрохимического состава |
| Саморазряд за месяц, % | 5..12 | 5..6 |
| Диапазон рабочих температур | -20..+60град.С | 0..+60град.С |
Cледует отметить, что к любому сравнению характеристик аккумуляторов, выпущенных по различным технологиям, размещенным в даже относительно надежных источниках, надо относиться с осторожностью. Единственным способом сравнить свойства источников питания и понять, чем они отличаются, является эксперимент. Для этого надо провести множество опытов в одинаковых условиях, учесть погрешность и возможность брака в производстве и т.п. Эксперименты надо проводить с элементами одного года выпуска. Вряд ли кто-то реально делал такие опыты. По крайней мере, никаких упоминаний о долгих лабораторных исследованиях в открытых источниках обнаружить не удалось.
Другой момент – под термином «литий-ионные аккумуляторы» подразумевается широкий спектр элементов с серьезно различающейся электрохимией. Сравнивать надо батарейки с одинаковыми анодами и катодами, различие в которых состоит лишь в типе электролита.
Большинство же исследований относится к анализу цифр, опубликованных в различные годы для различных типов Li-Ion аккумуляторов. Поэтому пользоваться этими данными можно лишь понимая, как они получены.
Плюсы и минусы источников питания
У литий-полимерных и литий-ионных элементов, как аккумуляторов, использующих один тип электрохимии, потребительские свойства очень схожи. Но различия имеются, и они сведены в таблицу.
| Li-ion | Li-Pol | ||
|---|---|---|---|
| Плюсы | Минусы | Плюсы | Минусы |
| Относительно высокая токоотдача | Несколько меньшая энергоемкость | Улучшенная энергоемкость | Пониженная токоотдача |
| Работа при относительно низкой температуре воздуха | Несколько меньший ресурс | Увеличенный ресурс | Работа только при положительных температурах |
| Стоят несколько дешевле | Возможность придать любую форму | Повышенная цена | |
Особенности зарядки аккумуляторов
Уже упоминалось, что электрохимические процессы в литий-полимерных батареях одинаковые. Поэтому и зарядка особенностей не имеет. Надо лишь соблюдать те же меры предосторожности, что и при эксплуатации Li-Ion элементов. Основные из них:
- не допускать перезаряда свыше 4,2 вольт (этого проще достигнуть при применении специализированных зарядных устройств);
- избегать коротких замыканий;
- не допускать перегрева (в том числе, в процессе зарядки и разрядки, а также от внешних источников тепла);
- не подвергать механическому воздействию, при котором возможно повреждение оболочки или внутреннее повреждение сепаратора;
- не хранить в разряженном состоянии, чтобы уберечь от ухода в глубокий разряд.
Не лишним будет помнить, что применение специализированных ЗУ позволяет реализовать двухступенчатый алгоритм пополнения энергии. При таком способе зарядки емкость аккумулятора будет использоваться оптимально.
Рекомендуем ознакомится: Как правильно заряжать литий полимерный аккумулятор
Какой АКБ лучше для смартфона литий полимерный или литий ионный
Исходя из перечисленных плюсов и минусов, можно сделать вывод о пригодности того или иного типа батарей для смарфтонов. Наличие надежного сепаратора, исключающего КЗ между электродами, позволяет выполнить аккумулятор более тонким и легким. Либо, на выбор разработчика, в тех же массогабаритных ограничениях увеличить емкость.
Остальные плюсы липолей также позволяют сделать их предпочтительными при выборе источника питания для мобильного устройства. Повышенный уровень безопасности, увеличенный ресурс – для пользователя планшета или смартфона это только увеличивает комфортность пользования. Несколько меньший вес имеет большее значение, скорее, для аккумуляторных транспортных средств (электросамокатов и т.п.), но и для телефона тоже будет невредным фактором. Небольшая разница в цене вполне компенсируется увеличенным ресурсом.
Что касается минусов, то основной из них – пониженная токоотдача. В данной ситуации она критичного значения не имеет, потому что смартфон, в отличие от электроинструмента, не требует сверхтоковых усилий источника питания. Можно сделать вывод – более прогрессивная модель аккумулятора как нельзя лучше подходит для питания мобильных устройств.
Можно подытожить, что вопрос выбора — Li-ion или Li-Pol — не является жесткой альтернативой. Это всего лишь выбор варианта в пределах одной технологии, который может сделать эксплуатацию автономного устройства (гаджета, траспортного средства) более удобным.
