Litij-ionske proti litij-polimernim baterijam – katera je boljša?

Uvod

Litij-ionske proti litij-polimernim baterijam – katera je boljša? V hitro razvijajočem se svetu tehnologije in prenosnih energetskih rešitev litij-ionske (Li-ion) in litij-polimerne (LiPo) baterije izstopajo kot dva vodilna tekmeca. Obe tehnologiji ponujata različne prednosti in imata svoje edinstvene aplikacije, ki ju ločujeta glede gostote energije, življenjske dobe, hitrosti polnjenja in varnosti. Ker tako potrošniki kot podjetja krmarijo po svojih energetskih potrebah, postane razumevanje razlik in prednosti teh vrst baterij ključnega pomena. Ta članek se poglobi v zapletenost obeh baterijskih tehnologij in ponuja vpoglede, ki posameznikom in podjetjem pomagajo sprejemati informirane odločitve, prilagojene njihovim posebnim zahtevam.

Kakšne so razlike med litij-ionskimi in litij-polimernimi baterijami?

Primerjava prednosti in slabosti litij-ionskih baterij v primerjavi z litij-polimernimi baterijami

Litij-ionske (Li-ion) baterije in litij-polimerne (LiPo) baterije sta dve glavni tehnologiji baterij, od katerih ima vsaka svoje značilnosti, ki neposredno vplivajo na uporabniško izkušnjo in vrednost v praktični uporabi.

Prvič, litij-polimerne baterije odlikuje energijska gostota zaradi njihovega elektrolita v trdnem stanju, ki običajno doseže 300-400 Wh/kg, kar daleč presega 150-250 Wh/kg litij-ionskih baterij. To pomeni, da lahko uporabljate lažje in tanjše naprave ali shranjujete več energije v napravah enake velikosti. Za uporabnike, ki so pogosto na poti ali potrebujejo daljšo uporabo, to pomeni daljšo življenjsko dobo baterije in več prenosnih naprav.

Drugič, litij-polimerne baterije imajo daljšo življenjsko dobo, ki se običajno giblje med 1500–2000 cikli polnjenja in praznjenja v primerjavi s 500–1000 cikli pri litij-ionskih baterijah. S tem se ne podaljša le življenjska doba naprav, ampak se tudi zmanjša pogostost menjave baterij, s čimer se znižajo stroški vzdrževanja in zamenjave.

Zmogljivosti hitrega polnjenja in praznjenja so še ena pomembna prednost. Litij-polimerne baterije podpirajo stopnje polnjenja do 2-3C, kar vam omogoča, da v kratkem času pridobite dovolj energije, znatno skrajšate čakalni čas in povečate razpoložljivost naprave in udobje za uporabnika.

Poleg tega imajo litij-polimerne baterije razmeroma nizko stopnjo samopraznjenja, običajno manj kot 1 % na mesec. To pomeni, da lahko rezervne baterije ali naprave shranite dlje časa brez pogostega polnjenja, kar olajša uporabo v sili ali rezervno.

Kar zadeva varnost, k večji varnosti in manjšim tveganjem prispeva tudi uporaba polprevodniških elektrolitov v litij-polimernih baterijah.

Vendar pa so stroški in prilagodljivost litijevih polimernih baterij lahko dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri nekaterih uporabnikih. Zaradi svojih tehnoloških prednosti so litij-polimerne baterije na splošno dražje in ponujajo manj svobode pri oblikovanju v primerjavi z litij-ionskimi baterijami.

Če povzamemo, litij-polimerne baterije uporabnikom ponujajo prenosljivejšo, stabilnejšo, učinkovitejšo in okolju prijaznejšo energetsko rešitev zaradi svoje visoke energijske gostote, dolge življenjske dobe, zmogljivosti hitrega polnjenja in praznjenja ter nizke stopnje samopraznjenja. Še posebej so primerni za aplikacije, ki zahtevajo dolgo življenjsko dobo baterije, visoko zmogljivost in varnost.

Hitra primerjalna tabela litij-ionskih in litij-polimernih baterij

(Namigi: dejanski parametri delovanja se lahko razlikujejo zaradi različnih proizvajalcev, izdelkov in pogojev uporabe. Zato je pri odločanju priporočljivo, da se sklicujete na posebne tehnične specifikacije in neodvisna poročila o preskusih, ki jih zagotovijo proizvajalci.)

Kako hitro oceniti, katera baterija je prava za vas

Posamezne stranke: Kako hitro oceniti, katero baterijo kupiti

Primer: Nakup baterije za električno kolo

Predstavljajte si, da razmišljate o nakupu električnega kolesa in imate dve možnosti baterije: litij-ionsko baterijo in litij-polimerno baterijo. Tukaj so vaši premisleki:

1. Gostota energije: Želite, da ima vaše električno kolo večji doseg.
2. Življenjski cikel: ne želite pogosto menjavati baterije; želite dolgotrajno baterijo.
3. Hitrost polnjenja in praznjenja: želite, da se baterija hitro napolni in tako skrajša čakalni čas.
4. Stopnja samopraznjenja: Električno kolo nameravate uporabljati občasno in želite, da baterija dlje časa ostane napolnjena.
5. Varnost: Zelo vam je mar za varnost in želite, da se baterija ne pregreje ali eksplodira.
6. Stroški: Imate proračun in želite baterijo, ki ponuja dobro vrednost za denar.
7. Prilagodljivost oblikovanja: Želite, da je baterija kompaktna in ne zavzame preveč prostora.

Zdaj pa združimo te premisleke z utežmi v ocenjevalni tabeli:

Iz zgornje tabele lahko vidimo, da ima litij-polimerna baterija skupno oceno 61 točk, medtem ko ima litij-ionska baterija skupno oceno 54 točk.

Glede na vaše potrebe:

• Če imate prednost gostoti energije, hitrosti polnjenja in praznjenja ter varnosti in lahko sprejmete nekoliko višje stroške, potem izberiteLitij-polimerna baterijamorda bolj primerna za vas.
• Če ste bolj zaskrbljeni zaradi stroškov in prilagodljivosti zasnove ter lahko sprejmete nižjo življenjsko dobo in nekoliko počasnejšo hitrost polnjenja in praznjenja, potemLitij-ionska baterijamorda bolj primerno.

Na ta način lahko naredite bolj ozaveščeno izbiro glede na vaše potrebe in zgornjo oceno.

Poslovni kupci: Kako hitro oceniti, katero baterijo kupiti

V kontekstu uporabe baterij za shranjevanje energije v domu bodo distributerji več pozornosti namenili dolgoživosti, stabilnosti, varnosti in stroškovni učinkovitosti baterij. Tukaj je ocenjevalna tabela, ki upošteva te dejavnike:

Primer: Izbira dobavitelja baterij za prodajo baterij za shranjevanje energije doma

Ko nameščajo domače akumulatorje za shranjevanje energije za veliko število uporabnikov, morajo distributerji upoštevati naslednje ključne dejavnike:

1. Stroškovna učinkovitost: Distributerji morajo zagotoviti baterijsko rešitev z visoko stroškovno učinkovitostjo.
2. Življenjski cikel: Uporabniki želijo baterije z dolgo življenjsko dobo in visokimi cikli polnjenja in praznjenja.
3. Varnost: Varnost je še posebej pomembna v domačem okolju in baterije morajo imeti odlične varnostne lastnosti.
4. Stabilnost dobave: Dobavitelji morajo biti sposobni zagotoviti stabilno in neprekinjeno oskrbo z baterijo.
5. Tehnična podpora in servis: Ponudite strokovno tehnično podporo in poprodajne storitve za izpolnitev potreb uporabnikov.
6. Ugled blagovne znamke: Ugled blagovne znamke dobavitelja in tržna uspešnost.
7. Udobje namestitve: Velikost baterije, teža in način namestitve so pomembni tako za uporabnike kot za distributerje.

Upoštevanje zgornjih dejavnikov in dodeljevanje uteži:

Iz zgornje tabele lahko vidimo, da ima litij-polimerna baterija skupno oceno 52 točk, medtem ko ima litij-ionska baterija skupno oceno 50 točk.

Zato je z vidika izbire dobavitelja za veliko število uporabnikov baterij za shranjevanje energije v domuLitij-polimerna baterijamorda boljša izbira. Kljub nekoliko višjim stroškom bi lahko glede na življenjsko dobo, varnost, stabilnost oskrbe in tehnično podporo uporabnikom ponudil zanesljivejšo in učinkovitejšo rešitev za shranjevanje energije.

Kaj je litij-ionska baterija?

Pregled litij-ionske baterije

Litij-ionska baterija je baterija za ponovno polnjenje, ki shranjuje in sprošča energijo s premikanjem litijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo. Postal je primarni vir energije za številne mobilne naprave (kot so pametni telefoni, prenosni računalniki) in električna vozila (kot so električni avtomobili, električna kolesa).

Struktura litij-ionske baterije

1. Material pozitivne elektrode:
   • Pozitivna elektroda litij-ionske baterije običajno uporablja litijeve soli (kot so litij kobaltov oksid, litij nikelj mangan kobaltov oksid itd.) in materiale na osnovi ogljika (kot so naravni ali sintetični grafit, litijev titanat itd.).
   • Izbira materiala pozitivne elektrode pomembno vpliva na energijsko gostoto baterije, življenjsko dobo in stroške.
2. Negativna elektroda (katoda):
   • Negativna elektroda litij-ionske baterije običajno uporablja materiale na osnovi ogljika, kot je naravni ali sintetični grafit.
   • Nekatere visoko zmogljive litij-ionske baterije uporabljajo tudi materiale, kot sta silicij ali kovinski litij, kot negativno elektrodo za povečanje energijske gostote baterije.
3. elektrolit:
   • Litij-ionske baterije uporabljajo tekoči elektrolit, običajno litijeve soli, raztopljene v organskih topilih, kot je litijev heksafluorofosfat (LiPF6).
   • Elektrolit služi kot prevodnik in olajša gibanje litijevih ionov, kar določa učinkovitost in varnost baterije.
4. Ločilo:
   • Separator v litij-ionski bateriji je v prvi vrsti izdelan iz mikroporoznega polimera ali keramičnih materialov, zasnovan tako, da preprečuje neposreden stik med pozitivno in negativno elektrodo, hkrati pa omogoča prehod litijevih ionov.
   • Izbira separatorja pomembno vpliva na varnost baterije, življenjsko dobo in zmogljivost.
5. Ohišje in pečat:
   • Ohišje litij-ionske baterije je običajno izdelano iz kovinskih materialov (kot sta aluminij ali kobalt) ali posebne plastike, ki zagotavlja strukturno podporo in ščiti notranje komponente.
   • Zasnova tesnila baterije zagotavlja, da elektrolit ne pušča, in preprečuje vstop zunanjih snovi, s čimer ohranja učinkovitost in varnost baterije.

Na splošno litij-ionske baterije dosegajo dobro energijsko gostoto, življenjsko dobo in zmogljivost s svojo kompleksno strukturo in skrbno izbranimi kombinacijami materialov. Zaradi teh lastnosti so litij-ionske baterije glavna izbira za sodobne prenosne elektronske naprave, električna vozila in sisteme za shranjevanje energije. V primerjavi z litij-polimernimi baterijami imajo litij-ionske baterije določene prednosti v energijski gostoti in stroškovni učinkovitosti, vendar se soočajo tudi z izzivi glede varnosti in stabilnosti.

Načelo litij-ionske baterije

• Med polnjenjem se litijevi ioni sprostijo iz pozitivne elektrode (anode) in se premikajo skozi elektrolit do negativne elektrode (katode), pri čemer ustvarjajo električni tok zunaj baterije za napajanje naprave.
• Med praznjenjem se ta proces obrne, pri čemer se litijevi ioni premikajo od negativne elektrode (katode) nazaj k pozitivni elektrodi (anodi), pri čemer se sprosti shranjena energija.

Prednosti litij-ionske baterije

1.Visoka energijska gostota

• Prenosljivost in lahek: Energijska gostota litij-ionskih baterij je običajno v območju150-250 Wh/kg, ki omogoča prenosnim napravam, kot so pametni telefoni, tablični računalniki in prenosni računalniki, da shranijo veliko količino energije v razmeroma lahki prostornini.
• Dolgotrajna uporaba: Visoka energijska gostota omogoča napravam, da delujejo dlje časa v omejenem prostoru, kar ustreza potrebam uporabnikov po podaljšani zunanji ali dolgotrajni uporabi, kar zagotavlja daljšo življenjsko dobo baterije.

2.Dolga življenjska doba in stabilnost

• Gospodarske koristi: Običajna življenjska doba litij-ionskih baterij je od500-1000 ciklov polnjenja in praznjenja, kar pomeni manj zamenjav baterij in s tem zmanjšanje skupnih stroškov lastništva.
• Stabilno delovanje: Stabilnost baterije pomeni dosledno delovanje in zanesljivost skozi celotno življenjsko dobo, kar zmanjšuje tveganje poslabšanja delovanja ali okvare zaradi staranja baterije.

3.Možnost hitrega polnjenja in praznjenja

• Priročnost in učinkovitost: Litij-ionske baterije podpirajo hitro polnjenje in praznjenje, pri čemer tipične hitrosti polnjenja dosegajo1-2C, ki ustreza zahtevam sodobnih uporabnikov po hitrem polnjenju, skrajšanju čakalnih dob ter izboljšanju vsakodnevne življenjske in delovne učinkovitosti.
• Prilagodljiv sodobnemu življenju: Funkcija hitrega polnjenja izpolnjuje potrebe po hitrem in priročnem polnjenju v sodobnem življenju, zlasti med potovanjem, delom ali drugimi priložnostmi, ki zahtevajo hitro polnjenje baterije.

4.Brez spominskega učinka

• Priročne navade polnjenja: Brez opaznega »spominskega učinka« lahko uporabniki kadar koli polnijo brez potrebe po občasnih popolnih praznjenjih, da ohranijo optimalno delovanje, kar zmanjša zapletenost upravljanja baterije.
• Ohranjanje visoke učinkovitosti: Brez spominskega učinka pomeni, da lahko litij-ionske baterije neprekinjeno zagotavljajo učinkovito in dosledno delovanje brez zapletenega upravljanja polnjenja in praznjenja, kar zmanjšuje breme vzdrževanja in upravljanja za uporabnike.

5.Nizka stopnja samopraznjenja

• Dolgotrajno shranjevanje: Stopnja samopraznjenja litij-ionskih baterij je tipična2-3% na mesec, kar pomeni minimalno izgubo napolnjenosti baterije v daljših obdobjih neuporabe, ohranjanje visoke ravni napolnjenosti za stanje pripravljenosti ali uporabo v sili.
• Varčevanje z energijo: Nizke stopnje samopraznjenja zmanjšajo izgubo energije v neuporabljenih baterijah, prihranijo energijo in zmanjšajo vpliv na okolje.

Slabosti litij-ionske baterije

1. Varnostna vprašanja

Litij-ionske baterije predstavljajo varnostna tveganja, kot so pregrevanje, vžig ali eksplozija. Te varnostne težave lahko povečajo tveganja za uporabnike med uporabo baterije, kar lahko povzroči škodo zdravju in lastnini, zato je potrebno izboljšano upravljanje varnosti in spremljanje.

2. Stroški

Proizvodni stroški litij-ionskih baterij se običajno gibljejo od100–200 USD na kilovatno uro (kWh). V primerjavi z drugimi vrstami baterij je to razmeroma visoka cena, predvsem zaradi materialov visoke čistosti in zapletenih proizvodnih procesov.

3. Omejena življenjska doba

Povprečna življenjska doba litij-ionskih baterij se običajno giblje od300-500 ciklov polnjenja in praznjenja. V pogojih pogoste in intenzivne uporabe se lahko zmogljivost in zmogljivost baterije hitreje zmanjšata.

4. Temperaturna občutljivost

Optimalna delovna temperatura za litij-ionske baterije je običajno znotraj0-45 stopinj Celzija. Previsoke ali prenizke temperature lahko vplivajo na delovanje in varnost baterije.

5. Čas polnjenja

Čeprav imajo litij-ionske baterije zmožnosti hitrega polnjenja, je treba tehnologijo hitrega polnjenja v nekaterih aplikacijah, kot so električna vozila, še naprej razvijati. Trenutno lahko nekatere tehnologije hitrega polnjenja napolnijo baterijo80 % v 30 minutah, vendar doseganje 100 % napolnjenosti običajno zahteva več časa.

Industrije in scenariji, primerni za litij-ionsko baterijo

Zaradi vrhunskih zmogljivosti, zlasti visoke gostote energije, lahke teže in brez "spominskega učinka", so litij-ionske baterije primerne za različne industrije in scenarije uporabe. Tu so panoge, scenariji in izdelki, kjer so litij-ionske baterije primernejše:

Scenariji uporabe litij-ionske baterije

1. Prenosni elektronski izdelki z litij-ionskimi baterijami:
   • Pametni telefoni in tablice: Litij-ionske baterije so zaradi svoje visoke energijske gostote in lahke teže postale glavni vir energije za sodobne pametne telefone in tablice.
   • Prenosne avdio in video naprave: kot so slušalke Bluetooth, prenosni zvočniki in kamere.
2. Električna transportna vozila z litij-ionskimi baterijami:
   • Električni avtomobili (EV) in hibridna električna vozila (HEV): zaradi svoje visoke energijske gostote in dolge življenjske dobe so litij-ionske baterije postale prednostnebaterijska tehnologija za električna in hibridna vozila.

• Električna kolesa in električni skuterji: vse bolj priljubljeni pri potovanjih na kratke razdalje in v mestnem prometu.

3. Prenosni napajalniki in sistemi za shranjevanje energije z litij-ionskimi baterijami:
   • Prenosni polnilniki in mobilni napajalniki: Zagotavljanje dodatnega napajanja za pametne naprave.
   • Stanovanjski in komercialni sistemi za shranjevanje energije: kot so domači sistemi za shranjevanje sončne energije in projekti za shranjevanje omrežij.
4. Medicinski pripomočki z litij-ionskimi baterijami:
   • Prenosni medicinski pripomočki: kot so prenosni ventilatorji, merilniki krvnega tlaka in termometri.
   • Medicinske mobilne naprave in sistemi za spremljanje: kot so brezžične naprave za elektrokardiogram (EKG) in sistemi za spremljanje zdravja na daljavo.
5. Letalske in vesoljske litij-ionske baterije:
   • Brezpilotna letala (UAV) in letala: zaradi lahke in visoke energijske gostote litij-ionskih baterij so idealni viri energije za drone in druga lahka letala.
   • Sateliti in vesoljske sonde: Litij-ionske baterije se postopoma uporabljajo v vesoljskih aplikacijah.

Dobro znani izdelki, ki uporabljajo litij-ionske baterije

• Baterije za električne avtomobile Tesla: Teslini litij-ionski akumulatorji uporabljajo tehnologijo litij-ionskih baterij z visoko energijsko gostoto za zagotavljanje dolgega dosega za električna vozila.
• Baterije Apple iPhone in iPad: Apple uporablja visokokakovostne litij-ionske baterije kot glavni vir energije za svojo serijo iPhone in iPad.
• Baterije za brezžične sesalnike Dyson: Dysonovi brezžični sesalniki uporabljajo učinkovite litij-ionske baterije, ki uporabnikom zagotavljajo daljši čas uporabe in hitrejšo hitrost polnjenja.

Kaj je litijeva polimerna baterija?

Pregled litij-polimerne baterije

Litij-polimerna (LiPo) baterija, znana tudi kot polprevodniška litijeva baterija, je napredna tehnologija litij-ionskih baterij, ki kot elektrolit uporablja trdni polimer namesto tradicionalnih tekočih elektrolitov. Glavne prednosti te tehnologije baterij so povečana varnost, energijska gostota in stabilnost.

Načelo litij-polimerne baterije

• Postopek polnjenja: Ko se polnjenje začne, je na baterijo priključen zunanji vir napajanja. Pozitivna elektroda (anoda) sprejme elektrone, hkrati pa se litijevi ioni odcepijo od pozitivne elektrode, migrirajo skozi elektrolit do negativne elektrode (katode) in se vgradijo. Medtem negativna elektroda sprejema tudi elektrone, s čimer poveča skupno napolnjenost baterije in shrani več električne energije.
• Postopek praznjenja: Med uporabo baterije elektroni tečejo od negativne elektrode (katode) skozi napravo in se vračajo k pozitivni elektrodi (anodi). V tem času se vgrajeni litijevi ioni v negativno elektrodo začnejo odvajati in vračati na pozitivno elektrodo. Ko se litijevi ioni selijo, se napolnjenost baterije zmanjša, shranjena električna energija pa se sprosti za uporabo naprave.

Struktura litij-polimerne baterije

Osnovna struktura litij-polimerne baterije je podobna strukturi litij-ionske baterije, vendar uporablja drugačne elektrolite in nekatere materiale. Tu so glavne komponente litij-polimerne baterije:

1. Pozitivna elektroda (anoda):
   • Aktivni material: Material pozitivne elektrode so običajno materiali z vgrajenimi litijevimi ioni, kot so litijev kobaltov oksid, litijev železov fosfat itd.
   • Zbiralec toka: Za prevajanje električnega toka je anoda običajno prevlečena s prevodnim zbiralnikom toka, kot je bakrena folija.
2. Negativna elektroda (katoda):
   • Aktivni material: Aktivni material negativne elektrode je tudi vdelan, običajno z uporabo materialov na osnovi grafita ali silicija.
   • Zbiralec toka: Podobno kot anoda tudi katoda zahteva dober prevodni zbiralnik toka, kot je bakrena ali aluminijasta folija.
3. elektrolit:
   • Litij-polimerne baterije kot elektrolite uporabljajo trdne ali gelaste polimere, kar je ena glavnih razlik od tradicionalnih litij-ionskih baterij. Ta oblika elektrolita zagotavlja večjo varnost in stabilnost.
4. Ločilo:
   • Vloga separatorja je preprečiti neposreden stik med pozitivnimi in negativnimi elektrodami, hkrati pa omogočiti prehod litijevih ionov. To pomaga preprečiti kratek stik baterije in ohranja stabilnost baterije.
5. Ohišje in pečat:
   • Zunanjost baterije je običajno izdelana iz kovinskega ali plastičnega ohišja, ki zagotavlja zaščito in strukturno podporo.
   • Tesnilni material zagotavlja, da elektrolit ne pušča in ohranja stabilnost notranjega okolja baterije.

Zaradi uporabe polprevodniških ali gelastih polimernih elektrolitov imajo litij-polimerne baterijevisoka energijska gostota, varnost in stabilnost, zaradi česar so bolj privlačna izbira za nekatere aplikacije v primerjavi s tradicionalnimi litij-ionskimi baterijami s tekočim elektrolitom.

Prednosti litij-polimerne baterije

V primerjavi s tradicionalnimi litij-ionskimi baterijami s tekočim elektrolitom imajo litij-polimerne baterije naslednje edinstvene prednosti:

1.Elektrolit v trdnem stanju

• Izboljšana varnost: Zaradi uporabe polprevodniškega elektrolita litij-polimerne baterije znatno zmanjšajo tveganje pregrevanja, vžiga ali eksplozije. To ne samo izboljša varnost baterije, ampak tudi zmanjša morebitne nevarnosti zaradi puščanja ali notranjih kratkih stikov.

2.Visoka energijska gostota

• Optimiziran dizajn naprave: Energijska gostota litij-polimernih baterij običajno doseže300-400 Wh/kg, bistveno višji od150-250 Wh/kgtradicionalnih litij-ionskih baterij s tekočim elektrolitom. To pomeni, da lahko litij-polimerne baterije za enako prostornino ali težo shranijo več električne energije, zaradi česar so naprave tanjše in lažje.

3.Stabilnost in vzdržljivost

• Dolga življenjska doba in malo vzdrževanja: zaradi uporabe elektrolitov v trdnem stanju imajo litij-polimerne baterije običajno življenjsko dobo1500-2000 ciklov polnjenja in praznjenja, ki daleč presega500-1000 ciklov polnjenja in praznjenjatradicionalnih litij-ionskih baterij s tekočim elektrolitom. To pomeni, da lahko uporabniki naprave uporabljajo dlje časa, zmanjšajo pogostost menjave baterij in s tem povezane stroške vzdrževanja.

4.Možnost hitrega polnjenja in praznjenja

• Izboljšana uporabniška priročnost: Litij-polimerne baterije podpirajo visoko hitrost polnjenja, s hitrostjo polnjenja do 2-3C. To uporabnikom omogoča hitro pridobivanje električne energije, skrajšanje čakalnih dob in povečanje učinkovitosti uporabe naprave.

5.Zmogljivost pri visokih temperaturah

• Scenariji širše uporabe: Visokotemperaturna stabilnost elektrolitov v trdnem stanju omogoča litij-polimernim baterijam dobro delovanje v širšem razponu delovnih temperatur. To zagotavlja večjo prilagodljivost in zanesljivost za aplikacije, ki zahtevajo delovanje v okoljih z visoko temperaturo, kot so električna vozila ali oprema na prostem.

Na splošno litij-polimerne baterije uporabnikom zagotavljajo večjo varnost, večjo energijsko gostoto, daljšo življenjsko dobo in širši nabor aplikacij, s čimer dodatno izpolnjujejo potrebe sodobnih elektronskih naprav in sistemov za shranjevanje energije.

Slabosti litij-polimerne baterije

1. Visoki proizvodni stroški:
   • Proizvodni stroški litij-polimernih baterij so običajno v območju200-300 USD na kilovatno uro (kWh), kar je razmeroma visok strošek v primerjavi z drugimi vrstami litij-ionskih baterij.
2. Izzivi toplotnega upravljanja:
   • V pogojih pregrevanja je lahko stopnja sproščanja toplote litij-polimernih baterij tako visoka kot10°C/min, ki zahteva učinkovito toplotno upravljanje za nadzor temperature baterije.
3. Varnostna vprašanja:
   • Po statističnih podatkih je stopnja varnostnih nesreč pri litij-polimernih baterijah približno0,001 %, ki čeprav je nižja od nekaterih drugih vrst baterij, še vedno zahteva stroge varnostne ukrepe in upravljanje.
4. Omejitve življenjskega cikla:
   • Povprečna življenjska doba litij-polimernih baterij je običajno v območju800-1200 ciklov polnjenja in praznjenja, na katerega vplivajo pogoji uporabe, načini polnjenja in temperatura.
5. Mehanska stabilnost:
   • Debelina plasti elektrolita je običajno v območju od20-50 mikronov, zaradi česar je baterija bolj občutljiva na mehanske poškodbe in udarce.
6. Omejitve hitrosti polnjenja:
   • Tipična hitrost polnjenja litij-polimernih baterij je običajno v območju0,5-1C, kar pomeni, da je čas polnjenja lahko omejen, zlasti v pogojih visokega toka ali hitrega polnjenja.

Industrije in scenariji, primerni za litij-polimerno baterijo

Scenariji uporabe litij-polimerne baterije

1. Prenosne medicinske naprave: zaradi svoje visoke energijske gostote, stabilnosti in dolge življenjske dobe se litij-polimerne baterije pogosteje uporabljajo kot litij-ionske baterije v prenosnih medicinskih napravah, kot so prenosni ventilatorji, merilniki krvnega tlaka in termometri. Te naprave običajno potrebujejo stabilno napajanje za daljša obdobja in litij-polimerne baterije lahko zadostijo tem posebnim potrebam.
2. Visokozmogljivi prenosni napajalniki in sistemi za shranjevanje energije: zaradi svoje visoke energijske gostote, zmogljivosti hitrega polnjenja in praznjenja ter stabilnosti imajo litij-polimerne baterije pomembnejše prednosti pri visoko zmogljivih prenosnih napajalnikih in obsežnih sistemih za shranjevanje energije, npr. kot stanovanjski in komercialni sistemi za shranjevanje sončne energije.
3. Uporaba v vesolju in vesolju: zaradi svoje lahke teže, visoke energijske gostote in stabilnosti pri visokih temperaturah imajo litij-polimerne baterije širše možnosti uporabe kot litij-ionske baterije v vesoljskih in vesoljskih aplikacijah, kot so zračna vozila brez posadke (UAV), lahka letala, sateliti in vesoljske sonde.

4. Uporaba v posebnih okoljih in pogojih: zaradi polimernega elektrolita v trdnem stanju litij-polimernih baterij, ki zagotavlja večjo varnost in stabilnost kot litij-ionske baterije s tekočim elektrolitom, so primernejše za uporabo v posebnih okoljih in pogojih, kot je visoka zahteve glede temperature, visokega tlaka ali visoke varnosti.

Če povzamemo, imajo litij-polimerne baterije edinstvene prednosti in uporabno vrednost na določenih specifičnih področjih uporabe, zlasti v aplikacijah, ki zahtevajo visoko energijsko gostoto, dolgo življenjsko dobo, hitro polnjenje in praznjenje ter visoko varnostno učinkovitost.

Dobro znani izdelki, ki uporabljajo litijeve polimerne baterije

1. Pametni telefoni serije OnePlus Nord
   • Pametni telefoni serije OnePlus Nord uporabljajo litij-polimerne baterije, ki jim omogočajo daljšo življenjsko dobo baterije, hkrati pa ohranjajo tanko zasnovo.
2. Droni Skydio 2
   • Dron Skydio 2 uporablja litij-polimerne baterije z visoko energijsko gostoto, ki mu zagotavljajo več kot 20 minut letenja, hkrati pa ohranjajo lahko zasnovo.
3. Oura Ring Health Tracker
   • Sledilnik zdravja Oura Ring je pametni prstan, ki uporablja litijeve polimerne baterije, ki zagotavljajo večdnevno življenjsko dobo baterije, hkrati pa zagotavljajo tanek in udoben dizajn naprave.
4. PowerVision PowerEgg X
   • PowerEgg X podjetja PowerVision je večnamenski dron, ki uporablja baterije iz litij-polimera in lahko doseže do 30 minut letenja, medtem ko ima zmogljivosti tako na kopnem kot v vodi.

Ti dobro znani izdelki v celoti prikazujejo široko uporabo in edinstvene prednosti litij-polimernih baterij v prenosnih elektronskih izdelkih, dronih in napravah za sledenje zdravja.

Zaključek

V primerjavi med litij-ionskimi in litij-polimernimi baterijami ponujajo litij-polimerne baterije vrhunsko energijsko gostoto, daljšo življenjsko dobo in izboljšano varnost, zaradi česar so idealne za aplikacije, ki zahtevajo visoko zmogljivost in dolgo življenjsko dobo. Za posamezne potrošnike, ki dajejo prednost hitremu polnjenju, varnosti in so pripravljeni sprejeti nekoliko višje stroške, so litij-polimerne baterije najprimernejša izbira. Pri poslovnih nabavah za domače shranjevanje energije se litij-polimerne baterije pojavljajo kot obetavna možnost zaradi podaljšane življenjske dobe, varnosti in tehnične podpore. Končno je izbira med temi tipi baterij odvisna od posebnih potreb, prednostnih nalog in predvidenih aplikacij.