Lithium-iontová vs. lithium-polymerová baterie: Co je lepší?

1. Nejprve pochopte: Jaký je rozdíl mezi těmito dvěma bateriemi?

Než začneme diskutovat o tom, který z nich je lepší, lithium-iontové baterie nebo lithiový polymer baterie, musíme si nejprve ujasnit, jaký je mezi nimi rozdíl. Stejně jako při výběru ovoce musíte nejprve vědět, jak jablka a pomeranče vypadají a jak chutnají, a teprve potom si můžete vybrat to, které vám více vyhovuje. Ačkoli jsou obě baterie příbuzné "lithiovým", pokud se podíváte pozorněji, je mezi nimi mnoho rozdílů od struktury až po výkon!

(I) Strukturní rozdíly: jeden je jako "cola v plechovce", druhý jako "džus z plastového sáčku".

Domnívám se, že lithium-iontové baterie viděl víceméně každý. Typickým zástupcem je běžná baterie 18650. Je válcovitého tvaru. Existují také hranaté lithium-iontové baterie. Tento typ baterií využívá tekutý elektrolyt. Aby se zabránilo úniku elektrolytu, je utěsněna kovovým pláštěm, a to buď ocelovým, nebo hliníkovým. Podobá se plechovce od koly. Kovová plechovka drží colu pevně uvnitř a její tvar je pevný. Je pro vás obtížné změnit její tvar.

Podívejme se na lithium-polymerové baterie. Je mnohem flexibilnější! Používá pevný nebo gelový elektrolyt a je zabalena do měkkého obalu z hliníkové a plastové fólie. Tento měkký obal je jako igelitový sáček na šťávu a můžete jej stlačit do různých tvarů. Nejtenčí lithium-polymerová baterie může mít 0,5 mm a lze ji ohýbat. Může se dokonale hodit k různým zařízením zvláštních tvarů, například k těm elektronickým výrobkům, které usilují o extrémní lehkost a jedinečné tvary. Lithium-polymerové baterie mohou ukázat své schopnosti.

(II) Základní vztah: Ve skutečnosti jsou "jedna rodina"

Když už jsme u toho, lithium-polymerové baterie jsou v podstatě "vylepšenou verzí" lithium-iontových baterií. Jejich základní principy fungování jsou stejné a všechny se spoléhají na pohyb iontů lithia tam a zpět mezi kladnou a zápornou elektrodou, čímž vytvářejí elektřinu. Je to jako dva bratři, kteří sice mají rozdílné povahy a vzhled, ale v kostech jim koluje stejná krev. Rozdíl mezi nimi se projevuje především ve formě elektrolytu a obalu. Tento malý rozdíl přináší řadu rozdílů v následném výkonu a scénářích použití.

2. Čelní konfrontace: Kdo je silnější v 6 dimenzích?

Nyní, když jsme zjistili, jaký je rozdíl mezi lithium-iontovými a lithium-polymerovými bateriemi, přichází na řadu další krok. Která z těchto dvou baterií je lepší z hlediska výkonu? Porovnejme je ze šesti hledisek. baterie životnost, bezpečnost, tvar, odolnost, cena a přizpůsobivost extrémním podmínkám. Po jejím přečtení budete mít dobrou představu!

(I) Největší obavy o výdrž baterie: Který z nich může být více "nabitý"?

Pro přátele, kteří usilují o dlouhou výdrž baterie, je velmi důležitá energetická hustota baterie. Ta určuje, kolik energie dokáže baterie uchovat při stejné hmotnosti nebo objemu. Lithium-iontové baterie jsou na tom z hlediska hustoty energie velmi dobře. Obecná hustota energie je 150-250 Wh/kg. Pokud se jedná o jeden článek, může dosahovat i 460 Wh/kg. To znamená, že při stejné hmotnosti mohou lithium-iontové baterie uchovávat více energie. Například baterie Tesla 4680 s vysokou hustotou energie umožňuje elektromobilům dojet na delší vzdálenost. Také notebooky mohou mít díky lithium-iontovým bateriím dobrou výdrž.

Podívejme se na lithium-polymerové baterie. Jejich energetická hustota je 120-200 Wh/kg, což se na první pohled zdá být nižší než u lithium-iontových baterií. Má však jedinečnou výhodu, kterou je vysoká míra využití objemu. Při stejných rozměrech mohou lithium-polymerové baterie uložit přibližně o 10% více energie než lithium-iontové baterie. Například baterie iPhonu, který používáme každý den, je velmi tenká, ale výdrž baterie není špatná. Lithium-polymerové baterie k tomu nezastupitelně přispěly. Kromě toho jsou pro lithium-polymerové baterie velmi vhodná i tato malá nositelná zařízení.

(II) Zaměření bezpečnostní strany: U koho je menší pravděpodobnost, že "vybuchne"?

Otázky bezpečnosti mají prvořadý význam. Nikdo nechce, aby se zařízení v jeho rukou náhle stalo "časovanou bombou". Lithium-iontové baterie používají kapalné elektrolyty, které jsou poněkud "mírně temperamentní". Pokud jsou přebíjeny nebo se setkají s vysokými teplotami, jsou náchylné k problémům. Při přebíjení se zvýší vnitřní tlak baterie, což může způsobit únik elektrolytu. Pokud je situace vážná, může dojít i k tepelnému úniku, což je požár a výbuch, kterého se všichni obávají. Současné lithium-iontové baterie jsou však zpravidla vybaveny systémem řízení baterií BMS, který dokáže monitorovat stav baterie v reálném čase, což bezpečnostní riziko výrazně snižuje. Toto riziko však stále existuje, ale jeho pravděpodobnost je extrémně nízká.

Lithium-polymerové baterie jsou z hlediska bezpečnosti mnohem spolehlivější. Používají pevné elektrolyty a v podstatě nevytékají. I když dojde k jejich zmáčknutí nebo propíchnutí, nanejvýš se pouze vyboulí a jen zřídkakdy dojde k požáru nebo výbuchu. Zdravotnická zařízení, která souvisejí s bezpečností lidských životů, mají extrémně vysoké požadavky na bezpečnost baterií, takže lithium-polymerové baterie jsou velmi vhodné; a drony, které létají ve vzduchu, pokud se vyskytne problém s baterií, bude to hrozné. Díky vysoké bezpečnosti lithium-polymerových baterií si mohou být piloti jistější.

(III) Pro ty, kteří mají rádi vzhled, je nutné vidět: Kdo má "pestřejší postavu"?

V dnešní době, kdy se díváme na obličeje, je velmi důležitý také vzhled elektronických výrobků a tvar baterie má velký vliv na vzhled zařízení. Tvar lithium-iontových baterií je poměrně pevně daný a nejčastější jsou válcové a čtvercové. Je to jako rovný člověk, který není příliš ohebný. Jeho umístění do zařízení někdy zabírá více místa a omezuje design zařízení. Stejně jako některé dřívější mobilní powerbanky používaly válcové lithium-iontové baterie 18650, které byly poměrně velké a vzhledově nijak křehké.

Lithium-polymerové baterie jsou mnohem flexibilnější a lze je nazvat "transformátory". Mohou být vyrobeny do zakřivených ploch, jako jsou zakřivené obrazovky některých špičkových mobilních telefonů, které mohou být vybaveny zakřivenými lithium-polymerovými bateriemi; mohou být také vyrobeny jako ultratenké, jako jsou mobilní telefony se skládací obrazovkou, které mají tak tenké tělo díky tomu, že lithium-polymerové baterie mohou být velmi tenké; mohou být dokonce vyrobeny do speciálních tvarů, které dokonale zapadají do vnitřní struktury zařízení, díky čemuž je vzhledový design zařízení volnější a může být tenčí a krásnější. Lidé, kteří mají rádi vzhled, láká vás to?

(IV) Dilema strany trvanlivosti: Kdo je "trvanlivější"?

Životnost baterie se také nazývá životnost cyklu, která se vztahuje k počtu nabití a vybití baterie, než její kapacita klesne na určitou úroveň, obvykle 80% původní kapacity. Životnost cyklu lithium-iontové baterie se obvykle pohybuje kolem 500-1000krát, ale pokud se jedná o lithium-železo-fosfátovou lithium-iontovou baterii, může životnost cyklu dosáhnout více než 3000krát. Elektromobily se používají každý den, takže potřebují baterie s dlouhou životností cyklu. Lithium-iontové baterie jsou vhodnější a mohou vyhovovat potřebám dlouhodobého používání. Baterie pro ukládání energie se také opakovaně nabíjejí a vybíjejí po dlouhou dobu a lithium-iontové baterie mohou tuto práci také vykonávat. Životnost cyklů lithium-polymerových baterií je přibližně 300-800krát, což se zdá být kratší než u lithium-iontových baterií. Zde je však malý trik. Pokud ji budete nabíjet a vybíjet mělce, to znamená, že ji nebudete nabíjet po úplném nabití, může se její životnost cyklu prodloužit až na 5 000krát. U zařízení, jako jsou drony a modely letadel, není frekvence používání nijak zvlášť vysoká, ale při každém použití jde o vysokou zátěž a existují požadavky na hmotnost a objem baterie. Lithium-polymerové baterie jsou vhodnější a díky přiměřenému používání mohou mít i dobrou životnost.

(V) Wallet Party Cares: Kdo více "šetří peníze"?

Cena je faktorem, který mnoho lidí při výběru baterie zvažuje. Lithium-iontové baterie se díky vyspělé technologii vyrábějí ve velkém měřítku, takže jejich cena je relativně přijatelná. V současné době se její jednotková cena pohybuje kolem $120/kWh, což je velmi výhodné. Pro masovou spotřební elektroniku, jako jsou mobilní telefony a tablety, může použití lithium-iontových baterií nejen zaručit výkon, ale také nestojí spotřebitele příliš mnoho, což je velmi v souladu s potřebami strany peněženky.

Cena lithium-polymerových baterií je poněkud vysoká, jednotková cena se pohybuje kolem $200/kWh. Důvodem je především poměrně složitý proces jejich výroby, například technologie laminování, která má vysoké procesní nároky, což vede k nemožnosti snížit náklady. Proto se lithium-polymerové baterie obvykle používají ve špičkových zařízeních, která mají vysoké požadavky na výkon baterie a dostatečný rozpočet. Pokud je váš rozpočet omezený, možná jej budete muset pečlivě zvážit.

(VI) Test v extrémním prostředí: Který z nich je "odolnější"?

V některých extrémních prostředích, jako jsou chladné zimy nebo horká léta, se testuje výkonnost baterií. Rozsah provozních teplot lithium-iontových baterií se obecně pohybuje mezi -25 ℃ a 45 ℃. V prostředí s nízkou teplotou se jejich životnost výrazně sníží. Věřím, že mnoho lidí se setkalo s tím, že jejich mobilní telefony v zimě velmi rychle ztrácejí energii. To je výkonnost lithium-iontových baterií při nízkých teplotách. V prostředí s vysokými teplotami je třeba věnovat pozornost odvodu tepla, jinak mohou nastat bezpečnostní problémy.

Teplotní rozsah lithium-polymerových baterií je podobný jako u lithium-iontových baterií, ale jejich pevný elektrolyt je stabilnější při vysokých teplotách. Z hlediska výkonu při nízkých teplotách jsou také o něco lepší než lithium-iontové baterie. Přestože rozdíl není nijak zvlášť velký, může i tato malá výhoda hrát klíčovou roli v extrémních prostředích. Například při některých speciálních příležitostech s požadavky na vysoké teploty mohou mít lithium-polymerové baterie větší výhody.

3. Výběr scénáře: kupte si ten správný, ne ten drahý!

Věřím, že po pochopení výkonnostních rozdílů mezi lithium-iontovými a lithium-polymerovými bateriemi v různých rozměrech si každý v duchu udělal předběžný úsudek. Při skutečném výběru je však nutné kombinovat konkrétní scénáře použití. Koneckonců ten, který vám vyhovuje, je nejlepší. Dovolte mi, abych vám podrobně řekl, které bateriezvolit v různých scénářích.

(I) Vyberte lithium-iontové baterie, které jsou vhodné pro následující 3 scénáře:

Vysoká životnost baterie + dlouhá životnost: Pokud často jezdíte na elektrickém kole na dlouhé vzdálenosti nebo máte doma nainstalované zařízení pro ukládání energie a potřebujete ho nabíjet a vybíjet každý den, nebo pokud chcete, aby váš notebook vydržel několik let, pak jsou lithium-iontové baterie tou nejlepší volbou. Vezměme si například elektromobily. Lithium-iontové baterie použité v modelu 3 společnosti Tesla mohou snadno dosáhnout dojezdu několika set kilometrů, což je zcela dostačující pro každodenní dojíždění do práce a občasné cestování na delší vzdálenosti. Systémy pro ukládání energie v domácnostech, jako je například Powerwall od společnosti Tesla, rovněž využívají lithium-iontové baterie, které mohou dlouhodobě poskytovat stabilní energii pro domácnost a mají dlouhou životnost cyklu, takže se nemusíte obávat časté výměny baterií. Pokud jde o notebooky, mnoho notebooků řady Lenovo ThinkPad je vybaveno lithium-iontovými bateriemi, které mají dlouhou životnost a díky nimž se nemusíte obávat nedostatku energie při práci.

Omezený rozpočet: Pokud je váš rozpočet omezený, budou lithium-iontové baterie při výběru zařízení, jako jsou mobilní telefony a tablety, cenově výhodnější volbou. Vezmeme-li jako příklad mobilní telefony, většina mobilních telefonů střední a nižší třídy na trhu používá lithium-iontové baterie, které jsou relativně cenově dostupné a mají výkon, který vyhovuje každodennímu používání. Některé telefony Xiaomi za tisíc juanů jsou vybaveny lithium-iontovými bateriemi. Ty v podstatě vydrží den při každodenním sledování videa, hraní her a chatování na WeChatu. Jsou také cenově dostupné a velmi vhodné pro spotřebitele citlivé na cenu.

Potřebujete vysoký proudový výboj: Pokud často používáte elektrické nářadí, jako jsou vrtačky a elektrické pily, mohou se vám hodit některé lithium-iontové baterie, které podporují vybíjení vysokým proudem. Elektrické nářadí potřebuje při práci okamžitě vydávat velký proud. Mnohé lithium-iontové baterie 18650 mají schopnost vybíjet vysokou rychlostí, což může splnit potřeby vysokoproudového vybíjení elektrického nářadí, díky čemuž nářadí pracuje výkonněji a efektivněji.

(II) Vyberte lithium-polymerové baterie, které jsou vhodné pro tyto 3 scénáře:

Žádný centimetr místa nesmí být zbytečný: Pro zařízení, která usilují o extrémní lehkost a tenkost, jako jsou mobilní telefony se sklopnou obrazovkou, ultratenké notebooky a chytré hodinky, jsou lithium-polymerové baterie prostě "zachránci". Mobilní telefon se skládací obrazovkou má v rozloženém stavu velkou obrazovku, ale vnitřní prostor těla je omezený. Lithium-polymerové baterie lze vyrobit do ultratenkých tvarů a lze je do nich nacpat, aby byl zajištěn dostatek energie. Řada telefonů Huawei Mate X se skládací obrazovkou používá lithium-polymerové baterie, které mohou zajistit dobrou výdrž baterie a zároveň tenké a lehké tělo. Totéž platí pro ultratenké notebooky. MacBook Air od společnosti Apple má velmi tenké tělo a lithium-polymerová baterie v něm použitá je dokonale přizpůsobena, takže notebook je tenký i přenosný a má určitou záruku výdrže baterie. Ještě více to platí pro chytré hodinky. Díky malým rozměrům lze lithium-polymerové baterie vyrobit do různých tvarů podle vnitřní struktury hodinek, čímž se maximálně využije prostor a nabalí se více energie.

Bezpečnost na prvním místě: V lékařských přístrojích a leteckém vybavení, na které jsou kladeny mimořádně vysoké bezpečnostní požadavky, jsou lithium-polymerové baterie první volbou. Kardiostimulátory jsou důležitým lékařským vybavením pro udržování normálního srdečního tepu a používají se v nich lithium-polymerové baterie. Jejich vysoká bezpečnost může zajistit, že za žádných okolností nedojde k ohrožení bezpečnosti života pacienta. Stejné je i vybavení pro letectví. Pokud při letu ve vzduchu dojde k požáru a výbuchu baterie, následky budou katastrofální. Díky vlastnostem lithium-polymerových baterií, které se nesnadno vznítí a explodují, může být let letadla bezpečnější. Některá zařízení pro letecké fotografování s drony budou také používat lithium-polymerové baterie, aby byla zajištěna bezpečnost letu.

Potřebujete "rychlé nabíjení": Pokud jste nadšenci do dronů, jistě znáte potíže s nutností nabíjet dron po delší době létání. V této době mohou vaše potíže vyřešit některé lithium-polymerové baterie, které podporují rychlé nabíjení 15C. Dokáže nabít 80% energie za 10 minut, čímž výrazně zkrátí dobu nabíjení a umožní vám více si užít zábavu z létání. Některé špičkové drony, jako například DJI, používají lithium-polymerové baterie, které podporují rychlé nabíjení s vysokou rychlostí, díky čemuž je používání dronů lepší.

4. Běžná nedorozumění: Nedělejte chyby v těchto 3 věcech!

Při výběru a používání lithium-iontových a lithium-polymerových baterií může docházet k nedorozuměním. Pojďme si tyto nejasnosti vyjasnit, aby každý mohl těmto dvěma bateriím přesněji porozumět.

(I) "Lithium-polymerové baterie musí mít větší kapacitu než lithium-iontové baterie?"

Mnoho lidí si myslí, že lithium-polymerové baterie musí svou kapacitou zcela rozdrtit lithium-iontové baterie, ale není tomu tak. Z hlediska ukládání energie podle hmotnosti, tedy hustoty energie, jsou lithium-iontové baterie lepší. Jejich energetická hustota se obecně pohybuje mezi 150 a 250 Wh/kg a některé monomery mohou dosáhnout dokonce 460 Wh/kg. Z hlediska ukládání energie podle objemu však mají lithium-polymerové baterie více výhod. Protože používají měkké obaly a mají vysoké využití vnitřního prostoru, mohou lithium-polymerové baterie uchovávat přibližně o 10% více energie než lithium-iontové baterie stejné velikosti. Proto nelze jednoduše říci, že lithium-polymerové baterie musí mít větší kapacitu než lithium-iontové baterie. Záleží na tom, z jakého úhlu pohledu se porovnává.

(II) "Lithium-iontové baterie jsou náchylné k výbuchu a nelze je používat?"

Pokud jde o lithium-iontové baterie, někteří lidé se obávají, že explodují. Ve skutečnosti není třeba panikařit. V běžných výrobcích s lithium-iontovými bateriemi jsou vybaveny kompletním ochranným obvodem, stejně jako když si najmete "bodyguarda" pro baterii. Při nadměrném nabití nebo vybití baterie ochranný obvod automaticky přeruší proud, aby se baterie "emočně nevymkla kontrole". Většina zpráv o explozích lithium-iontových baterií na trhu je způsobena použitím padělaných baterií špatné kvality nebo násilným poškozením baterií, jako je proražení, zmáčknutí atd. Pokud kupujete běžné výrobky a správně je používáte a udržujete, jsou lithium-iontové baterie stále velmi bezpečné.

(III) "Měla by se baterie po uplynutí její životnosti vyhodit?"

Mnoho lidí si myslí, že po uplynutí životnosti baterie a snížení její kapacity ji lze pouze vyhodit a nahradit novou. Ve skutečnosti, pokud si osvojíte správný způsob používání, může baterie stále "vydržet déle". Klíčem k prodloužení životnosti baterie je její mělké nabíjení a vybíjení. Snažte se nepoužívat energii baterie pod 20% a nenabíjejte ji na 100%. Je lepší udržovat nabíjení v rozmezí 30% - 80%. To je jako při jídle. Nejezte, když máte příliš velký hlad, a nejezte, dokud nejste sytí. Díky udržování mírné "diety" bude baterie odolnější. Kromě toho se lithium-iontové i lithium-polymerové baterie velmi bojí vysokých teplot. Snažte se při jejich používání a skladování vyhýbat prostředí s vysokými teplotami, což může také prodloužit jejich životnost. baterieživot.

V. Shrnutí: Neexistuje "nejlepší", pouze "nejvhodnější".

Věřím, že po mnoha výše uvedených srovnáních rozměrů a analýzách scénářů každý vidí, že lithium-iontové baterie a lithium-polymerové baterie jsou jako dva hráči, kteří mají své silné stránky, září na různých polích a je těžké jednoduše říci, který z nich je absolutně lepší než ten druhý.

Lithium-iontové baterie jsou jako univerzální přehrávače. Mají dobré parametry, pokud jde o životnost baterie, životnost, cenu atd. Jsou relativně vyvážené a nemají žádné zjevné nedostatky. Jsou jako "nejlepší žáci ve všech předmětech" ve třídě a mohou získat dobré výsledky v každém předmětu. Proto jsou velmi vhodné pro většinu scénářů každodenního používání. Například u našich běžně používaných mobilních telefonů, notebooků, elektrických vozidel atd. mohou lithium-iontové baterie odvést dobrou práci a uspokojit naše základní potřeby. Navíc jsou cenově dostupné a nákladově efektivní.

Lithium-polymerové baterie jsou jako specializované přehrávače. Jsou velmi výjimečné z hlediska lehkosti, bezpečnosti a flexibilního tvaru. Jsou jako "speciální studenti" ve třídě a mají jedinečné výhody v jedné nebo dvou oblastech. Proto jsou vhodnější pro špičková nebo speciální zařízení, která mají zvláštní požadavky na výkon baterie, jako jsou mobilní telefony se skládací obrazovkou, chytré hodinky, lékařské přístroje, drony atd. Tato zařízení mají vysoké požadavky na bezpečnost baterie, lehkost a tvarovou přizpůsobivost. Lithium-polymerové baterie mohou tyto požadavky dokonale splnit a zlepšit výkon zařízení.

Až tedy budete příště kupovat elektronické výrobky nebo zvažovat výměnu baterie ve svém zařízení, můžete se uklidnit a myslet na to, na čem vám záleží nejvíce - na baterie životnost zařízení, jeho vzhled a tenkost nebo bezpečnost? Po ujasnění svých potřeb a následném výběru podle vlastností těchto dvou baterií si můžete být jisti, že si vyberete tu nejvhodnější baterii pro sebe, díky které bude používání vašeho zařízení pohodlnější a bezproblémové!