Літій-полімерний акумулятор – чергова новинка у сфері енергозабезпечення портативної техніки. Вважається, що це більш вдосконалена модель літій-іонної батареї. Однак це не зовсім так, і хоча нова генерація успішно витісняє широко поширену іонну технологію в деяких сегментах, за деякими показниками Li-pol поступається аналогу.
Пристрій літій-полімерного акумулятора
В літій-полімерному акумуляторі в якості електроліту використовується полімерний матеріал. Батарея такого типу застосовується у цифровій техніці, мобільних телефонах, всіляких гаджетів, радіокерованих моделях та ін.
Поштовхом для вдосконалення літій-іонних акумуляторів стала необхідність боротьби з двома існуючими в них недоліками. Насамперед, вони небезпечні в експлуатації і до того ж досить неекономічні. Усувати дані мінуси інженери вирішили з допомогою зміни електроліту.
В результаті з’явився полімерний електроліт. Однак полімер і раніше був відомий як провідник. Він давно вже використовувався в електротехнічних потреби в якості проводить струм пластикової плівки. У сучасній розробці товщина літій-полімерного елемента досягає всього 1 мм, що автоматично усуває обмеження щодо використання розробниками різних форм і розмірів.
Проте головне в новій генерації акумулятора полягає у відсутності рідкого електроліту, завдяки цьому виключається ризик займання батареї. Таким чином була вирішена проблема її безпеки. Але щоб зрозуміти, у чому основні відмінності Li-pol від літій-іонних акумуляторів, слід детальніше розглянути пристрій базової моделі.
Пристрій літій-іонного акумулятора
Перші моделі серійних акумуляторів на основі літію з’явилися ще на початку 90-х років. Однак в якості електроліту тоді застосовувався кобальт і марганець. В сучасних батареях Li-ion важливо не стільки сама речовина, скільки конфігурація його розташування в блоці.
Літій-іонні акумулятори складаються з електродів, які розділені сепаратором з порами. У свою чергу маса сепаратора як раз і просочується речовиною електроліту. Що стосується самих електродів, то вони являють собою катодну основу на алюмінієвій фользі з мідним анодом.
Всередині блоку різнополярні анод і катод з’єднуються між собою струмознімальних клемами. Освіта заряду забезпечує позитивний заряд іона літію. Літій у даному випадку вигідний тим, що має можливість легко проникати в кристалічні решітки інших речовин, формуючи хімічні зв’язки.
Однак позитивних якостей літій-іонних батарей все частіше виявлялося недостатньо для виконання завдань в сучасних гаджетах. Саме це зумовило появу нової генерації Li-pol елементів, що мають немало конструктивних і функціональних особливостей.
У цілому необхідно відзначити подібність літій-іонних джерел живлення з гелієвими повноформатними АКБ для автомашин. В обох випадках акумулятори розробляються з розрахунком на практичність у використанні. Почасти це напрям розвитку продовжили і елементи на полімерній основі.
Термін служби літій-полімерного акумулятора
У середньому літій-полімерні акумулятори підтримують приблизно 800-900 циклів зарядки. Даний показник можна вважати дуже скромними на тлі інших сучасних аналогів. Але зовсім не цей фактор розглядається фахівцями як визначальний ресурс елемента.
Справа в тому, що новітні акумулятори схильні до активного старіння незалежно від інтенсивності їх експлуатації. Тобто навіть якщо джерело живлення зовсім не використовується, його ресурс буде з часом скорочуватися. Причому це в рівній мірі відноситься як до літій-іонному акумулятору, так і до літій-полімерним елементів.
Всі акумулятори, що базуються на літієвої основі, характеризуються процесом безперервного старіння. Істотну втрату енергоємності батареї можна помітити вже через рік після придбання гаджета. Через 2-3 роки деякі джерела живлення зовсім виходять з ладу. Однак тут багато залежить від виробника, так як всередині даного сегменту є відмінності в якості виконання акумулятора.
Крім проблем з швидким старінням, даний тип акумуляторів потребує додаткової системи захисту. Це пов’язано з тим, що внутрішнє напруження на різних ділянках ланцюга батареї може призвести до перегорання. Тому тут була запроваджена особлива схема стабілізації, що запобігає перезаряды і перегрівання.
У чому головна відмінність літій-полімерного акумулятора від іонної батареї
Принципова відмінність Li-pol від Li-ion полягає у відмові від гелієвих і рідинних електролітів. Для більш точного розуміння цієї різниці, необхідно звернутися до сучасних моделей автомобільних акумуляторів. Потреба в заміні рідкого електроліту в даному випадку була обумовлена, звичайно ж, інтересами безпеки.
Але якщо у випадку з автомобільними АКБ прогрес зупинився на тих же пористих електролітах з просоченням, моделі на літієвої основі отримали повноцінну тверду основу. Безсумнівно, твердотільний літій-полімерний акумулятор – це велика перевага. Його відмінність від іонного полягає в тому, що активна речовина у вигляді пластини в зоні контакту з літієм перешкоджає утворенню дендритів при циклировании.
Даний фактор виключає ймовірність вибухів і займань таких джерел живлення. Однак є і слабкі місця в нових елементів живлення. Подібна система тягне свій ряд недоліків.
Головним із них можна назвати обмеження струму. Однак, з іншого боку, додаткові захисні системи роблять літій-полімерний акумулятор безпечніше. Відміну від іонної батареї в плані вартості теж немаловажний фактор. Полімерні джерела живлення коштують дешевше, хоч і ненабагато. Їх цінник все ж підвищується через встановлення електронних захисних схем.
Який акумулятор краще – Li-pol або Li-ion?
Вирішувати, який акумулятор з представлених моделей краще, більшою мірою слід, виходячи з планованих умов експлуатації та характеристик цільового об’єкта енергопостачання. Основні переваги пристроїв на полімерній основі відчутні швидше для самих виробників, завдяки їм вони можуть вільніше використовувати нові технології. Для користувача така різниця в батареях буде малопомітний.
Наприклад, в питанні про те, як слід заряджати літій-полімерний акумулятор, власнику гаджета доведеться приділяти більше уваги вибору якісного джерела енергопостачання. По тривалості самого процесу заряду і той, і інший джерело живлення будуть швидше ідентичними елементами.
Що стосується питання довговічності, то і в цьому показнику ситуація теж неоднозначна. Звичайно, ефект старіння більшою мірою характеризує елементи на полімерній основі, але на практиці власники спостерігають найрізноманітніші ситуації. Наприклад, нерідкі відгуки про літій-іонних акумуляторах, які виявляються непридатними для експлуатації вже через 1 рік після придбання. А літій-полімерні батареї цілком можуть прослужити в деяких апаратах по 6-7 років, при цьому перебуваючи постійно в активному використанні.
В полімерні елементи з метою підвищення електропровідності інженери все ж додають гелеподібний електроліт. Тим не менше, питання про те, який вибрати акумулятор, не стоїть гостро на підприємствах. У місцях, де великий вплив має температура, часто використовуються комбіновані рішення. Полімерні елементи в таких випадках зазвичай застосовують в якості резервних джерел живлення, підключаючи їх в мережу по мірі необхідності.
