Litium-ion vs. litium-polymer-batteri: Hvad er bedst?

1. Forstå det først: Hvad er forskellen på disse to batterier?

Før vi diskuterer, hvilken der er bedst, er litium-ion Batteri eller lithium-polymer Batteriskal vi først have afklaret forskellen mellem dem. Ligesom når man vælger frugt, skal man først vide, hvordan æbler og appelsiner ser ud, og hvordan de smager, før man kan vælge den, der passer bedst til ens smag. Selv om begge batterier er relateret til "litium", er der mange forskelle fra struktur til ydeevne, hvis man ser nøje efter!

(I) Strukturelle forskelle: den ene er som "cola på dåse", den anden er som "juice i plastikpose"

Jeg tror, at alle har set litium-ion-batterier mere eller mindre. Det almindelige 18650-batteri er en typisk repræsentant. Det er cylindrisk. Der findes også firkantede litium-ion-batterier. Denne type batteri bruger flydende elektrolyt. For at forhindre elektrolytten i at lække er det forseglet med en metalskal, enten en stålskal eller en aluminiumskal. Det er som en dåse cola. Metaldåsen holder colaen fast indeni, og formen er fast. Det er svært for dig at ændre dens form.

Lad os se på litiumpolymerbatterier. Det er meget mere fleksibelt! Det bruger fast eller gel-elektrolyt og er pakket ind i en blød pakke af aluminium-plastfilm. Denne bløde indpakning er som en plastikpose til juice, og man kan klemme den sammen til forskellige former. Det tyndeste litiumpolymerbatteri kan være 0,5 mm, og det kan bøjes. Det passer perfekt til forskellige enheder med mærkelige former, som f.eks. de elektroniske produkter, der stræber efter ekstrem lethed og unikke former. Litiumpolymerbatterier kan vise deres evner.

(II) Væsentligt forhold: De er faktisk "én familie"

Når vi taler om det, er litiumpolymerbatterier i bund og grund en "forbedret version" af litiumionbatterier. Deres grundlæggende arbejdsprincipper er de samme, og de er alle afhængige af, at litiumioner bevæger sig frem og tilbage mellem de positive og negative elektroder for at generere elektricitet. Det er som to brødre, selv om de har forskellige personligheder og udseende, har de det samme blod i deres knogler. Forskellen mellem dem afspejles hovedsageligt i elektrolytten og emballageformen. Denne lille forskel medfører en række forskelle i efterfølgende ydeevne og anvendelsesscenarier.

2. Direkte konfrontation: Hvem er stærkest i 6 dimensioner?

Nu hvor vi har fundet ud af forskellen mellem litium-ion-batterier og litium-polymer-batterier, er det næste skridt den mest bekymrende del. Hvilket af disse to batterier er bedst med hensyn til ydeevne? Lad os sammenligne dem ud fra de seks dimensioner Batteri levetid, sikkerhed, form, holdbarhed, pris og tilpasningsevne til ekstreme miljøer. Du vil have en god idé, når du har læst den!

(I) Jeg er mest bekymret for batteriets levetid: Hvilken en kan være mere "belastet"?

For venner, der går efter lang batterilevetid, er batteriets energitæthed meget vigtig. Den afgør, hvor meget strøm batteriet kan lagre ved samme vægt eller volumen. Litium-ion-batterier klarer sig rigtig godt med hensyn til energitæthed. Den generelle energitæthed er 150-250 Wh/kg. Hvis det er en enkelt celle, kan den endda nå op på 460 Wh/kg. Det betyder, at litium-ion-batterier kan lagre mere strøm under samme vægt. For eksempel gør Teslas 4680-batteri med sin høje energitæthed det muligt for elektriske køretøjer at køre længere. Bærbare computere kan også få god batterilevetid med litium-ion-batterier.

Lad os se på litiumpolymerbatterier. Deres energitæthed er 120-200 Wh/kg, hvilket ved første øjekast ser ud til at være lavere end for litium-ion-batterier. Det har dog en unik fordel, som er dets høje volumenudnyttelsesgrad. Med samme størrelse kan litiumpolymerbatterier lagre ca. 10% mere strøm end litiumionbatterier. For eksempel er batteriet i den iPhone, vi bruger hver dag, meget tyndt, men batterilevetiden er ikke dårlig. Litiumpolymerbatterier har ydet et uundværligt bidrag til dette. Desuden er de små bærbare enheder også meget velegnede til litiumpolymerbatterier.

(II) Fokus på sikkerhedsgruppen: Hvem er mindst tilbøjelige til at "eksplodere"?

Sikkerhedsspørgsmål er af allerstørste betydning. Ingen ønsker, at enheden i deres hænder pludselig bliver en "tidsindstillet bombe". Litium-ion-batterier bruger flydende elektrolytter, som er lidt "temperamentsfulde". Hvis de overoplades eller udsættes for høje temperaturer, er de tilbøjelige til at få problemer. Ved overopladning øges det indre tryk i batteriet, hvilket kan forårsage elektrolytlækage. Hvis situationen er alvorlig, kan det også forårsage termisk runaway, som er den brand og eksplosion, alle er bekymrede for. De nuværende lithium-ion-batterier er dog generelt udstyret med et BMS-batteristyringssystem, der kan overvåge batteriets status i realtid, hvilket i høj grad reducerer sikkerhedsrisikoen. Denne risiko eksisterer dog stadig, men sandsynligheden er ekstremt lav.

Litiumpolymerbatterier er meget mere pålidelige med hensyn til sikkerhed. De bruger faste elektrolytter og lækker stort set ikke. Selv hvis de bliver klemt eller punkteret, vil de højst bule ud og sjældent bryde i brand eller eksplodere. Medicinsk udstyr, som er relateret til menneskers liv, har ekstremt høje krav til batterisikkerhed, så litiumpolymerbatterier er meget velegnede; og droner, som flyver i luften, hvis der er et problem med batteriet, vil det være forfærdeligt. Den høje sikkerhed ved litiumpolymerbatterier kan gøre piloter mere sikre.

(III) Must-see for dem, der kan lide udseende: Hvem har en mere "varieret figur"?

I denne tid, hvor vi ser på ansigter, er elektroniske produkters udseende også meget vigtigt, og batteriets form har stor indflydelse på enhedens udseende. Lithium-ion-batteriernes form er relativt fast, og de mest almindelige er cylindriske og firkantede. Det er som en lige mand, der ikke er særlig fleksibel. At sætte det ind i enheden optager nogle gange mere plads og begrænser enhedens design. Ligesom nogle tidlige mobile powerbanks brugte de 18650 cylindriske lithium-ion-batterier, som var relativt store og ikke delikate i udseende.

Litiumpolymerbatterier er meget mere fleksible og kan kaldes "transformere". De kan laves til buede overflader, såsom de buede skærme på nogle avancerede mobiltelefoner, som kan udstyres med buede litiumpolymerbatterier; de kan også laves ultratynde, såsom mobiltelefoner med foldeskærm, som har en så tynd krop takket være det faktum, at litiumpolymerbatterier kan være meget tynde; de kan endda laves til specielle former, der passer perfekt til enhedens interne struktur, hvilket gør enhedens udseende mere frit og kan gøres tyndere og smukkere. Folk, der elsker udseende, er du fristet?

(IV) Holdbarhedspartiets dilemma: Hvem er mest "langtidsholdbar"?

Et batteris holdbarhed kaldes også cykluslevetiden, som refererer til det antal gange, batteriet oplades og aflades, før kapaciteten falder til et bestemt niveau, generelt 80% af den oprindelige kapacitet. Levetiden for et lithium-ion-batteri er normalt omkring 500-1000 gange, men hvis det er et lithium-jernfosfat-lithium-ion-batteri, kan levetiden nå op på mere end 3000 gange. Elbiler bruges hver dag, så de har brug for batterier med lang levetid. Litium-ion-batterier er mere velegnede og kan opfylde behovene ved langvarig brug. Energilagringsbatterier oplades og aflades også gentagne gange i lang tid, og lithium-ion-batterier kan også klare jobbet. Lithiumpolymerbatteriernes cykluslevetid er ca. 300-800 gange, hvilket virker kortere end lithium-ion-batteriernes. Men her er et lille trick. Hvis du oplader og aflader overfladisk, det vil sige ikke oplader det, når det er fuldt opladet, kan dets levetid øges til 5.000 gange. For udstyr som droner og modelfly er brugsfrekvensen ikke særlig høj, men hver gang det bruges, er det en høj belastning, og der er krav til batteriets vægt og volumen. Litiumpolymerbatterier er mere velegnede, og de kan også have god holdbarhed ved rimelig brug.

(V) Tegnebogspartiet bekymrer sig: Hvem er mest "pengebesparende"?

Prisen er en faktor, som mange mennesker overvejer, når de vælger et batteri. Litium-ion-batterier har opnået storskalaproduktion på grund af moden teknologi, så prisen er relativt overkommelig. På nuværende tidspunkt er enhedsprisen ca. $120/kWh, hvilket er meget omkostningseffektivt. For masseforbrugerelektronik, såsom mobiltelefoner og tablets, kan brugen af lithium-ion-batterier ikke kun garantere ydeevne, men heller ikke koste forbrugerne for meget, hvilket er meget i tråd med tegnebogspartiets behov.

Prisen på litiumpolymerbatterier er lidt dyr med en enhedspris på ca. $200/kWh. Dette skyldes hovedsageligt, at produktionsprocessen er relativt kompliceret, såsom lamineringsteknologi, som har høje proceskrav, hvilket resulterer i manglende evne til at reducere omkostningerne. Derfor bruges lithiumpolymerbatterier generelt i avancerede enheder, der har høje krav til batteriets ydeevne og tilstrækkelige budgetter. Hvis dit budget er begrænset, skal du muligvis overveje det nøje.

(VI) Test af ekstreme miljøer: Hvad er mest "holdbart"?

I nogle ekstreme miljøer, som f.eks. kolde vintre eller varme somre, vil batteriernes ydeevne blive testet. Driftstemperaturområdet for lithium-ion-batterier ligger generelt mellem -25 °C og 45 °C. I miljøer med lave temperaturer vil batteriets levetid blive reduceret betydeligt. Jeg tror, at mange mennesker har oplevet, at deres mobiltelefoner mister strøm meget hurtigt om vinteren. Dette er litium-ion-batteriernes ydeevne ved lave temperaturer. I miljøer med høje temperaturer skal man være opmærksom på varmeafledning, ellers kan der opstå sikkerhedsproblemer.

Temperaturområdet for litiumpolymerbatterier er det samme som for litiumionbatterier, men den faste elektrolyt er mere stabil ved høje temperaturer. Med hensyn til ydeevne ved lave temperaturer er det også lidt bedre end litium-ion-batterier. Selvom forskellen ikke er særlig stor, kan denne lille fordel også spille en vigtig rolle i ekstreme miljøer. Ved nogle særlige lejligheder med høje temperaturkrav kan litiumpolymerbatterier f.eks. have flere fordele.

3. Valg af scenarie: Køb det rigtige, ikke det dyre!

Efter at have forstået ydelsesforskellene mellem litium-ion-batterier og litium-polymer-batterier i forskellige dimensioner, tror jeg, at alle har foretaget en foreløbig vurdering i deres hjerter. Men i det faktiske valg er det nødvendigt at kombinere de specifikke brugsscenarier. Når alt kommer til alt, er det, der passer dig, det bedste. Lad mig fortælle dig i detaljer, hvilke Batteriat vælge i forskellige scenarier.

(I) Vælg litium-ion-batterier, som er egnede til følgende 3 scenarier:

Stræb efter høj batterilevetid + lang levetid: Hvis du ofte cykler langt på en elcykel eller har installeret udstyr til energilagring derhjemme og skal oplade og aflade det hver dag, eller hvis du vil have, at din bærbare computer skal holde i flere år, så er litium-ion-batterier det bedste valg. Tag for eksempel elbiler. Litium-ion-batterierne i Tesla Model 3 kan nemt nå en rækkevidde på flere hundrede kilometer, hvilket er fuldt ud tilstrækkeligt til daglig pendling og lejlighedsvise langdistancerejser. Energilagringssystemer til hjemmet, som Teslas Powerwall, bruger også litium-ion-batterier, som kan levere stabil strøm til hjemmet i lang tid og har en lang levetid, så der er ingen grund til at bekymre sig om hyppig udskiftning af batteriet. Når det gælder bærbare computere, er mange Lenovo ThinkPad-serier udstyret med litium-ion-batterier, som har en lang batterilevetid og kan forhindre dig i at bekymre dig om utilstrækkelig strøm, når du er ude at arbejde.

Begrænset budget: Hvis dit budget er begrænset, vil litium-ion-batterier være et mere omkostningseffektivt valg, når du vælger enheder som mobiltelefoner og tablets. Hvis vi tager mobiltelefoner som eksempel, bruger de fleste mid- og low-end-mobiltelefoner på markedet litium-ion-batterier, som er relativt billige og har en ydeevne, der kan klare daglig brug. Nogle af Xiaomis tusind-yuan-telefoner er udstyret med litium-ion-batterier. De kan stort set holde en hel dag til at se video, spille spil og chatte på WeChat. De er også overkommelige og meget velegnede til prisfølsomme forbrugere.

Brug for højstrømsafladning: Hvis du ofte bruger elværktøj, f.eks. elektriske boremaskiner og elektriske save, kan det være praktisk med nogle litium-ion-batterier, der understøtter højstrømsafladning. Elværktøj har brug for at udsende en stor strømstyrke med det samme, når det arbejder. Mange 18650-batterier i litium-ion-batterier har evnen til at aflade med høj hastighed, hvilket kan opfylde behovene for højstrømsafladning af elværktøj, så værktøjet kører kraftigere og arbejder mere effektivt.

(II) Vælg litiumpolymerbatterier, som er egnede til disse 3 scenarier:

Ingen centimeter plads kan gå til spilde: For de enheder, der stræber efter ekstrem lethed og tyndhed, som f.eks. mobiltelefoner med foldeskærm, ultratynde bærbare computere og smarte ure, er litiumpolymerbatterier simpelthen "redningsmænd". Mobiltelefonen med foldeskærm har en stor skærm, når den er foldet ud, men det indre rum i kroppen er begrænset. Litiumpolymerbatterier kan laves i ultratynde former og kan stoppes ind for at sikre tilstrækkelig strøm. Huaweis Mate X-serie af telefoner med foldeskærm bruger litiumpolymerbatterier, som kan give god batterilevetid og samtidig sikre en tynd og let krop. Det samme gælder for ultratynde notebooks. Apples MacBook Air har en meget tynd krop, og det litiumpolymerbatteri, der bruges i den, er perfekt tilpasset, hvilket gør den bærbare computer både tynd og bærbar og har en vis garanti for batterilevetid. Dette gælder i endnu højere grad for smarte ure. Med en lille størrelse kan litiumpolymerbatterier laves i forskellige former i henhold til urets indre struktur, hvilket maksimerer brugen af plads og pakker mere strøm.

Sikkerhed først: I medicinsk udstyr og luftfartsudstyr, som har ekstremt høje sikkerhedskrav, er litiumpolymerbatterier det første valg. Pacemakere er vigtigt medicinsk udstyr til at opretholde normale hjerteslag, og lithiumpolymerbatterier bruges i dem. Den høje sikkerhed kan sikre, at der under ingen omstændigheder er nogen trussel mod patientens livssikkerhed. Luftfartsudstyr er også det samme. Hvis batteriet bryder i brand og eksploderer, når man flyver i luften, vil konsekvenserne være katastrofale. Litiumpolymerbatteriernes egenskaber, som ikke er lette at antænde og eksplodere, kan gøre flyvningen mere sikker. Nogle droner til luftfotografering bruger også litiumpolymerbatterier for at sikre flysikkerheden.

Brug for "hurtig opladning": Hvis du er droneentusiast, kender du sikkert problemet med at skulle oplade dronen, når du har fløjet et stykke tid. På nuværende tidspunkt kan nogle litiumpolymerbatterier, der understøtter 15C-hurtigopladning, løse dine problemer. Det kan oplade 80% af strømmen på 10 minutter, hvilket i høj grad forkorter opladningstiden, så du kan nyde det sjove ved at flyve mere. Nogle avancerede droner som DJI bruger litiumpolymerbatterier, der understøtter hurtigopladning med høj hastighed, hvilket gør brugen af droner bedre.

4. Almindelige misforståelser: Undgå at begå fejl i disse 3 ting!

Når du vælger og bruger litium-ion-batterier og litium-polymer-batterier, kan der opstå nogle misforståelser. Lad os rydde forvirringen af vejen, så alle kan få en mere præcis forståelse af disse to batterier.

(I) "Litiumpolymerbatterier skal have en større kapacitet end litiumionbatterier?"

Mange mennesker tror, at litiumpolymerbatterier må knuse litium-ion-batterier fuldstændigt med hensyn til kapacitet, men det er ikke tilfældet. Når det gælder lagring af strøm i forhold til vægt, dvs. energitæthed, er litium-ion-batterier bedre. Deres energitæthed ligger generelt mellem 150 og 250 Wh/kg, og nogle monomerer kan endda nå op på 460 Wh/kg. Men når det gælder energilagring i volumen, har litiumpolymerbatterier flere fordele. Fordi det bruger blød emballage og har høj intern pladsudnyttelse, kan litiumpolymerbatterier lagre ca. 10% mere strøm end litiumionbatterier af samme størrelse. Derfor kan man ikke bare sige, at litiumpolymerbatterier skal have en større kapacitet end litiumionbatterier. Det afhænger af, hvilken vinkel man sammenligner med.

(II) "Litium-ion-batterier er eksplosionsfarlige og kan ikke bruges?"

Når det drejer sig om litium-ion-batterier, er nogle mennesker bange for, at de skal eksplodere. Der er faktisk ingen grund til panik. Almindelige litium-ion-batterier er udstyret med et komplet beskyttelseskredsløb, ligesom når man ansætter en "bodyguard" til batteriet. Når batteriet er overopladet eller overafladet, afbryder beskyttelseskredsløbet automatisk strømmen for at forhindre, at batteriet "følelsesmæssigt kommer ud af kontrol". De fleste nyheder om eksplosioner af litium-ion-batterier på markedet skyldes brug af forfalskede batterier af dårlig kvalitet eller voldsom beskadigelse af batterierne, f.eks. punktering, klemning osv. Så længe du køber almindelige produkter og bruger og vedligeholder dem korrekt, er litium-ion-batterier stadig meget sikre.

(III) "Skal batteriet smides ud, når dets levetid er udløbet?"

Mange tror, at når batteriets levetid er udløbet, og kapaciteten er faldet, kan de kun smides ud og erstattes med et nyt. Så længe du behersker den korrekte brugsmetode, kan batteriet faktisk stadig "holde længere". Lav opladning og afladning er nøglen til at forlænge batteriets levetid. Prøv ikke at bruge batteriet til mindre end 20%, og lad det ikke op til 100%. Det er bedre at holde opladningen i intervallet 30% - 80%. Det er ligesom at spise. Spis ikke, når du er for sulten, og spis ikke, før du er mæt. Ved at holde en moderat "diæt" bliver batteriet mere holdbart. Desuden er både litium-ion-batterier og litium-polymer-batterier meget bange for høje temperaturer. Prøv at undgå miljøer med høje temperaturer, når du bruger og opbevarer dem, hvilket også kan forlænge levetiden. Batteriliv.

V. Resumé: Der er ikke noget "bedst", kun "mest egnet"

Efter så mange dimensionelle sammenligninger og scenarieanalyser ovenfor tror jeg, at alle har set, at lithium-ion-batterier og lithium-polymer-batterier er som to spillere med deres egne styrker, der skinner på forskellige områder, og det er svært bare at sige, hvilken der er absolut bedre end den anden.

Litium-ion-batterier er som all-around-spillere. De har en god ydeevne med hensyn til batterilevetid, levetid, omkostninger osv. De er relativt afbalancerede og har ingen åbenlyse mangler. De er som de "bedste elever i alle fag" i klassen, og de kan få gode resultater i alle fag. Derfor er det meget velegnet til de fleste daglige brugsscenarier. For eksempel kan vores almindeligt anvendte mobiltelefoner, bærbare computere, elektriske køretøjer osv. gøre et godt stykke arbejde og opfylde vores grundlæggende behov. Desuden er de overkommelige og omkostningseffektive.

Litiumpolymerbatterier er som specialiserede afspillere. De er meget fremragende med hensyn til lethed, sikkerhed og fleksibel form. De er som de "særlige elever" i klassen og har unikke fordele inden for et eller to områder. Derfor er det mere velegnet til avancerede eller specielle enheder, der har særlige krav til batteriets ydeevne, f.eks. mobiltelefoner med foldeskærm, smarte ure, medicinsk udstyr, droner osv. Disse enheder har høje krav til batteriets sikkerhed, lethed og formtilpasningsevne. Litiumpolymerbatterier kan perfekt opfylde disse krav og gøre udstyrets ydeevne bedre.

Så næste gang du skal købe elektroniske produkter eller overveje at udskifte batteriet i din enhed, kan du lige så godt tage det roligt og tænke på, hvad du holder mest af - det... Batteri enhedens levetid, dens udseende og tyndhed eller sikkerhed? Når du har afklaret dine behov og derefter valgt i henhold til de to batteriers egenskaber, kan du være sikker på at vælge det bedst egnede batteri til dig selv, hvilket gør din enhed mere behagelig og smidig at bruge!