Літій-іонний чи літій-полімерний акумулятор: Що краще?

1. Зрозумійте спочатку: У чому різниця між цими двома батареями?

Перш ніж обговорювати, який з них краще, літій-іонний батарея або літієвого полімеру батареями повинні спочатку з'ясувати різницю між ними. Як і при виборі фруктів, ви повинні спочатку знати, як виглядають яблука та апельсини і які вони на смак, перш ніж вибрати той, який більше відповідає вашому смаку. Хоча обидві батареї відносяться до "літієвих", якщо придивитися уважніше, є багато відмінностей від структури до продуктивності!

(I) Структурні відмінності: один - як "консервована кола", інший - як "сік з пластикового пакета"

Думаю, кожен з нас бачив літій-іонні акумулятори в тій чи іншій мірі. Звичайний акумулятор 18650 є типовим представником. Він має циліндричну форму. Існують також квадратні літій-іонні акумулятори. Цей тип батареї використовує рідкий електроліт. Для того, щоб запобігти витоку електроліту, він закритий металевою оболонкою, або сталевою, або алюмінієвою. Це схоже на бляшанку з-під коли. Металева банка міцно утримує колу всередині, і її форма фіксована. Вам важко змінити її форму.

Розглянемо літій-полімерні акумулятори. Вони набагато гнучкіші! У них використовується твердий або гелевий електроліт, і вони загорнуті в м'яку упаковку з алюмінієво-пластикової плівки. Ця м'яка упаковка схожа на пластиковий пакет для соку, і ви можете стискати її в різні форми. Найтонша літій-полімерна батарея може бути 0,5 мм, і її можна зігнути. Вона може ідеально підходити до різних пристроїв з дивними формами, наприклад, до тих електронних продуктів, які прагнуть до надзвичайної легкості та унікальних форм. Літій-полімерні батареї можуть показати свої навички.

(II) Суттєві стосунки: Насправді вони є "однією сім'єю"

До речі, літій-полімерні акумулятори - це, по суті, "покращена версія" літій-іонних батарей. Їхні основні принципи роботи однакові, і всі вони покладаються на іони літію, які рухаються туди-сюди між позитивним і негативним електродами для вироблення електроенергії. Це як два брати, хоча вони мають різні характери і зовнішність, але в їхніх кістках тече однакова кров. Різниця між ними в основному відображається в електроліті та формі упаковки. Ця невелика різниця спричиняє низку відмінностей у подальшій продуктивності та сценаріях застосування.

2. Лобове протистояння: Хто сильніший у 6 вимірах?

Тепер, коли ми з'ясували різницю між літій-іонними та літій-полімерними акумуляторами, наступний крок - найскладніша частина. Яка з цих двох батарей краща з точки зору продуктивності? Давайте порівняємо їх за шістьма параметрами батарея термін служби, безпека, форма, міцність, ціна та пристосованість до екстремальних умов. Ви матимете гарне уявлення після прочитання!

(І) Найбільше турбує час автономної роботи: Який з них може бути більш "зарядженим"?

Для друзів, яким важлива тривала робота акумулятора, дуже важлива щільність енергії акумулятора. Вона визначає, скільки енергії акумулятор може зберігати при тій самій вазі або об'ємі. Літій-іонні акумулятори мають дуже хороші показники щільності енергії. Загальна щільність енергії становить 150-250 Вт-год/кг. Якщо це один елемент, вона може досягати навіть 460 Вт-год/кг. Це означає, що при однаковій вазі літій-іонні батареї можуть зберігати більше енергії. Наприклад, батарея 4680 від Tesla з високою щільністю енергії дозволяє електромобілям проїжджати більше. Ноутбуки також можуть мати тривалий час автономної роботи з літій-іонними акумуляторами.

Розглянемо літій-полімерні акумулятори. Їх щільність енергії становить 120-200 Вт-год/кг, що на перший погляд здається меншою, ніж у літій-іонних батарей. Однак вони мають унікальну перевагу, яка полягає у високому коефіцієнті використання об'єму. При однакових розмірах літій-полімерні батареї можуть зберігати приблизно на 101ТП6Т більше енергії, ніж літій-іонні акумулятори. Наприклад, акумулятор iPhone, яким ми користуємося щодня, дуже тонкий, але час автономної роботи непоганий. Літій-полімерні батареї зробили незамінний внесок у це. Крім того, ці маленькі носимі пристрої також дуже добре підходять для літій-полімерних акумуляторів.

(II) Фокус на безпеку партії: Хто має менше шансів "вибухнути"?

Питання безпеки мають першорядне значення. Ніхто не хоче, щоб пристрій, який він тримає в руках, раптом став "бомбою уповільненої дії". Літій-іонні акумулятори використовують рідкі електроліти, які трохи "запальні". Якщо вони перезаряджені або стикаються з високими температурами, вони схильні до проблем. При перезаряджанні внутрішній тиск акумулятора збільшується, що може призвести до витоку електроліту. Якщо ситуація серйозна, це також може спричинити тепловий витік, тобто пожежу та вибух, про які всі бояться. Однак сучасні літій-іонні акумулятори, як правило, оснащені системою управління батареєю BMS, яка може контролювати стан батареї в режимі реального часу, що значно знижує ризик безпеки. Однак цей ризик все ще існує, але його ймовірність вкрай низька.

Літій-полімерні батареї набагато надійніші з точки зору безпеки. Вони використовують тверді електроліти і практично не протікають. Навіть якщо їх стиснути або проколоти, вони максимум роздуються, і рідко загоряються або вибухають. Медичне обладнання, яке пов'язане з безпекою людського життя, має надзвичайно високі вимоги до безпеки акумуляторів, тому літій-полімерні батареї дуже підходять; і дрони, які літають у повітрі, якщо виникне проблема з акумулятором, це буде жахливо. Висока безпека літій-полімерних акумуляторів може зробити пілотів більш впевненими.

(III) Must see для тих, хто любить зовнішній вигляд: У кого більш "різноманітна фігура"?

В епоху, коли ми дивимося на обличчя, зовнішній вигляд електронних продуктів також дуже важливий, і форма акумулятора має великий вплив на дизайн зовнішнього вигляду пристрою. Форма літій-іонних акумуляторів відносно фіксована, і найпоширеніші з них - циліндрична і квадратна. Це як пряма людина, яка не дуже гнучка. Поміщення його в пристрій іноді займає більше місця і обмежує дизайн пристрою. Як і в деяких ранніх мобільних павербанках, в них використовувалися циліндричні літій-іонні акумулятори 18650, які були відносно великими і не дуже делікатними на вигляд.

Літій-полімерні батареї набагато гнучкіші і їх можна назвати "трансформаторами". Вони можуть мати вигнуті поверхні, як, наприклад, вигнуті екрани деяких мобільних телефонів високого класу, які можуть бути оснащені вигнутими літій-полімерними батареями; вони також можуть бути надтонкими, як, наприклад, мобільні телефони зі складним екраном, які мають такий тонкий корпус завдяки тому, що літій-полімерні батареї можуть бути дуже тонкими; вони навіть можуть бути виготовлені в спеціальних формах, ідеально пристосованих до внутрішньої структури пристрою, що робить зовнішній вигляд пристрою більш вільним, а також робить його більш тонким і красивим. Люди, які люблять зовнішній вигляд, ви спокусилися?

(IV) Дилема партії довговічності: Хто більш "довговічний"?

Довговічність акумулятора також називають терміном служби, який означає кількість разів заряджання і розряджання акумулятора до того, як його ємність знизиться до певного рівня, як правило, 80% від початкової ємності. Термін служби літій-іонного акумулятора зазвичай становить близько 500-1000 разів, але якщо це літій-залізо-фосфатний літій-іонний акумулятор, термін служби може досягати більше 3000 разів. Електромобілі використовуються щодня, тому їм потрібні акумулятори з тривалим терміном служби. Літій-іонні батареї є більш придатними і можуть задовольнити потреби тривалого використання. Акумулятори енергії також заряджаються і розряджаються багаторазово протягом тривалого часу, і літій-іонні батареї також можуть виконувати цю роботу. Тривалість циклу літій-полімерних акумуляторів становить приблизно 300-800 разів, що здається коротшим, ніж у літій-іонних акумуляторів. Але тут є маленька хитрість. Якщо заряджати і розряджати неглибоко, тобто не заряджати батарею після того, як вона повністю зарядилася, термін її служби можна збільшити до 5 000 разів. Для такого обладнання, як дрони і моделі літаків, частота використання не особливо висока, але кожен раз, коли воно використовується, це високе навантаження, і є вимоги до ваги і об'єму акумулятора. Літій-полімерні батареї є більш придатними, і вони також можуть мати хорошу довговічність завдяки розумному використанню.

(V) Гаманець партії дбає про гаманець: Хто більш "економний"?

Ціна - це фактор, який багато хто враховує при виборі акумулятора. Літій-іонні акумулятори досягли широкомасштабного виробництва завдяки розвиненій технології, тому ціна є відносно доступною. В даний час ціна за одиницю становить близько $120/кВт-год, що є дуже економічно вигідним. Для масової побутової електроніки, такої як мобільні телефони та планшети, використання літій-іонних акумуляторів може не тільки гарантувати продуктивність, але й не коштувати споживачам занадто дорого, що дуже відповідає потребам гаманця.

Ціна літій-полімерних акумуляторів є дещо дорогою, ціна за одиницю становить близько $200/кВт-год. Це головним чином тому, що процес його виробництва відносно складний, наприклад, технологія ламінування, яка має високі технологічні вимоги, що призводить до неможливості зменшити витрати. Тому літій-полімерні батареї, як правило, використовуються в пристроях високого класу, які мають високі вимоги до продуктивності акумулятора і достатній бюджет. Якщо ваш бюджет обмежений, можливо, вам доведеться ретельно його обдумати.

(VI) Випробування в екстремальних умовах: Що є більш "довговічним"?

У деяких екстремальних умовах, таких як холодна зима або спекотне літо, продуктивність батарей буде перевірена. Діапазон робочих температур літій-іонних акумуляторів зазвичай становить від -25℃ до 45℃. У низькотемпературному середовищі термін служби акумулятора значно скоротиться. Я вважаю, що багато людей стикалися з тим, що їхні мобільні телефони дуже швидко розряджаються взимку. Це робота літій-іонних акумуляторів при низьких температурах. У високотемпературному середовищі слід звернути увагу на розсіювання тепла, інакше можуть виникнути проблеми з безпекою.

Температурний діапазон літій-полімерних батарей схожий на діапазон літій-іонних батарей, але їхній твердий електроліт більш стабільний при високих температурах. З точки зору низькотемпературних характеристик, вони також трохи кращі за літій-іонні батареї. Хоча розрив не особливо великий, ця невелика перевага може зіграти ключову роль в екстремальних умовах. Наприклад, в деяких особливих випадках з високими температурними вимогами літій-полімерні батареї можуть мати більше переваг.

3. Вибір сценарію: купуйте правильний, а не дорогий!

Зрозумівши відмінності в продуктивності між літій-іонними та літій-полімерними батареями в різних вимірах, я вважаю, що кожен зробив попереднє судження в своєму серці. Але при фактичному виборі необхідно поєднувати конкретні сценарії використання. Зрештою, той, що підходить саме вам, і є найкращим. Дозвольте детально розповісти, які саме батареяна вибір у різних сценаріях.

(I) Виберіть літій-іонні акумулятори, які підходять для наступних 3 сценаріїв:

Прагніть до високої ємності акумулятора + довгий термін служби: якщо ви часто їздите на електричному велосипеді на великі відстані, або встановили вдома накопичувач енергії, який потрібно заряджати і розряджати щодня, або якщо ви хочете, щоб ваш ноутбук прослужив кілька років, то літій-іонні акумулятори - це ваш найкращий вибір. Візьмемо, наприклад, електромобілі. Літій-іонні батареї, що використовуються в Tesla Model 3, можуть легко досягати дальності в кілька сотень кілометрів, чого цілком достатньо для щоденних поїздок на роботу і рідкісних подорожей на далекі відстані. Домашні системи зберігання енергії, такі як Powerwall від Tesla, також використовують літій-іонні акумулятори, які можуть забезпечувати стабільне живлення будинку протягом тривалого часу і мають тривалий цикл роботи, тому немає необхідності турбуватися про часту заміну батарей. Що стосується ноутбуків, то багато моделей серії Lenovo ThinkPad оснащені літій-іонними акумуляторами, які мають тривалий час автономної роботи і дозволяють не турбуватися про недостатню потужність під час роботи.

Обмежений бюджет: Якщо ваш бюджет обмежений, при виборі таких пристроїв, як мобільні телефони та планшети, літій-іонні акумулятори будуть більш економічно вигідним вибором. Якщо взяти за приклад мобільні телефони, то більшість мобільних телефонів середнього і низького класу на ринку використовують літій-іонні акумулятори, які є відносно доступними за ціною і мають продуктивність, достатню для щоденного використання. Деякі телефони Xiaomi вартістю в тисячу юанів оснащені літій-іонними акумуляторами. Вони можуть працювати цілий день при щоденному перегляді відео, іграх та спілкуванні у WeChat. Вони також доступні за ціною і дуже підходять для споживачів, чутливих до ціни.

Потрібен розряд великим струмом: Якщо ви часто користуєтеся електроінструментами, такими як електродрилі та електропили, вам можуть стати в нагоді деякі літій-іонні акумулятори, які підтримують швидкий розряд. Під час роботи електроінструменти повинні миттєво видавати великий струм. Багато акумуляторів 18650 в літій-іонних батареях мають здатність розряджатися з високою швидкістю, що може задовольнити потреби електроінструментів у розряді великим струмом, завдяки чому інструменти працюють більш потужно і ефективно.

(II) Виберіть літій-полімерні батареї, які підходять для цих 3 сценаріїв:

Жоден сантиметр простору не може бути витрачений даремно: Для пристроїв, які прагнуть до надзвичайної легкості та тонкості, таких як мобільні телефони зі складним екраном, ультратонкі ноутбуки та смарт-годинники, літій-полімерні акумулятори просто "рятівники". Мобільний телефон зі складним екраном має великий екран у розкладеному стані, але внутрішній простір корпусу обмежений. Літій-полімерні акумулятори можуть бути виготовлені в ультратонких формах і можуть бути запхані всередину, щоб забезпечити достатню потужність. У серії телефонів зі складним екраном Mate X від Huawei використовуються літій-полімерні акумулятори, які можуть забезпечити хороший час автономної роботи, забезпечуючи при цьому тонкий і легкий корпус. Те саме стосується ультратонких ноутбуків. MacBook Air від Apple має дуже тонкий корпус, і літій-полімерна батарея, що використовується в ньому, ідеально адаптована, роблячи ноутбук одночасно тонким і портативним, а також гарантуючи певний час автономної роботи. Це ще більше стосується розумних годинників. Маючи невеликий розмір, літій-полімерні батареї можуть мати різні форми відповідно до внутрішньої структури годинника, максимально використовуючи простір і вміщуючи більше енергії.

Безпека понад усе: У медичному та авіаційному обладнанні, до якого висуваються надзвичайно високі вимоги безпеки, літій-полімерні батареї є першим вибором. Кардіостимулятори є важливим медичним обладнанням для підтримки нормального серцебиття, і в них використовуються літій-полімерні батареї. Їх висока безпека може гарантувати відсутність загрози безпеці життя пацієнта за будь-яких обставин. Так само і з авіаційним обладнанням. Під час польоту в повітрі, якщо батарея загориться і вибухне, наслідки будуть катастрофічними. Характеристики літій-полімерних акумуляторів, які нелегко загоряються і вибухають, можуть зробити політ літальних апаратів безпечнішим. Деякі пристрої для аерофотозйомки дронів також використовуватимуть літій-полімерні акумулятори для забезпечення безпеки польотів.

Потрібна "швидка зарядка": Якщо ви любитель дронів, то вам, напевно, знайома проблема, пов'язана з необхідністю заряджати дрон після тривалого польоту. В цей час деякі літій-полімерні акумулятори, які підтримують швидку зарядку 15C, можуть вирішити ваші проблеми. Він може зарядити 80% за 10 хвилин, що значно скорочує час заряджання, дозволяючи вам більше насолоджуватися польотом. Деякі висококласні дрони, такі як DJI, використовують літій-полімерні акумулятори, які підтримують швидку зарядку, що робить використання дронів кращим.

4. Поширені непорозуміння: Не робіть помилок у цих 3 речах!

При виборі та використанні літій-іонних та літій-полімерних акумуляторів у вас можуть виникнути деякі непорозуміння. Давайте прояснимо цю плутанину для всіх, щоб кожен міг мати більш точне уявлення про ці два види акумуляторів.

(I) "Літій-полімерні акумулятори повинні мати більшу ємність, ніж літій-іонні?"

Багато хто думає, що літій-полімерні акумулятори повинні повністю витіснити літій-іонні батареї за ємністю, але це не так. З точки зору зберігання енергії за вагою, тобто щільності енергії, літій-іонні батареї кращі. Їх щільність енергії зазвичай становить від 150 до 250 Вт/кг, а деякі мономери можуть досягати навіть 460 Вт/кг. Але з точки зору зберігання енергії за об'ємом, літій-полімерні батареї мають більше переваг. Завдяки м'якій упаковці та високому використанню внутрішнього простору, літій-полімерні батареї можуть зберігати приблизно на 10% більше енергії, ніж літій-іонні батареї такого ж розміру. Тому не можна просто сказати, що літій-полімерні батареї повинні мати більшу ємність, ніж літій-іонні батареї. Це залежить від того, під яким кутом порівнювати.

(II) "Літій-іонні акумулятори можуть вибухнути і їх не можна використовувати?"

Коли мова йде про літій-іонні акумулятори, деякі люди бояться, що вони вибухнуть. Насправді, панікувати не варто. У звичайних літій-іонних акумуляторах вони оснащені повною схемою захисту, так само, як найняти "охоронця" для акумулятора. Коли акумулятор перезаряджається або розряджається, схема захисту автоматично відключає струм, щоб запобігти "емоційному виходу акумулятора з-під контролю". Більшість новин про вибухи літій-іонних акумуляторів на ринку пов'язані з використанням контрафактних батарей низької якості або насильницьким пошкодженням батарей, наприклад, проколом, здавлюванням тощо. Якщо ви купуєте справні вироби, правильно їх використовуєте та обслуговуєте, літій-іонні акумулятори залишаються дуже безпечними.

(III) "Чи слід викидати батарею, коли термін її служби закінчився?"

Багато хто думає, що коли термін служби батарейки закінчився і її ємність зменшилася, її можна просто викинути і замінити на нову. Насправді, якщо ви навчитеся правильно користуватися акумулятором, він може "прожити довше". Неглибока зарядка і розрядка - ключ до продовження терміну служби акумулятора. Намагайтеся не використовувати заряд акумулятора нижче 20% і не заряджайте його до 100%. Краще заряджати в діапазоні 30% - 80%. Це як їжа. Не їжте, коли ви дуже голодні, і не їжте, поки не наїстеся. Дотримання помірної "дієти" зробить акумулятор більш довговічним. Крім того, як літій-іонні, так і літій-полімерні батареї дуже бояться високих температур. Намагайтеся уникати високотемпературних середовищ при їх використанні та зберіганні, що також може продовжити термін служби. батареяжиття.

V. Висновок: Немає "найкращого", є лише "найбільш підходящий"

Після стількох порівнянь і аналізу сценаріїв, наведених вище, я вважаю, що всі побачили, що літій-іонні та літій-полімерні батареї - це як два гравці зі своїми сильними сторонами, які грають на різних полях, і важко просто сказати, яка з них абсолютно краща за іншу.

Літій-іонні акумулятори схожі на універсальних гравців. Вони мають хороші показники з точки зору часу автономної роботи, терміну служби, вартості тощо. Вони відносно збалансовані і не мають явних недоліків. Вони схожі на "найкращих учнів з усіх предметів" у класі, і вони можуть отримати хороші бали з кожного предмета. Тому він дуже підходить для більшості сценаріїв щоденного використання. Наприклад, наші широко використовувані мобільні телефони, ноутбуки, електромобілі і т.д., літій-іонні акумулятори можуть добре працювати і задовольняти наші основні потреби. Крім того, вони доступні та економічно вигідні.

Літій-полімерні батареї схожі на спеціалізованих гравців. Вони дуже видатні з точки зору легкості, безпеки та гнучкої форми. Вони схожі на "особливих учнів" у класі і мають унікальні переваги в одній або двох сферах. Тому вони більше підходять для пристроїв високого класу або спеціальних пристроїв, які мають особливі вимоги до продуктивності акумулятора, таких як мобільні телефони зі складним екраном, смарт-годинники, медичне обладнання, дрони тощо. Ці пристрої мають високі вимоги до безпеки, легкості та пристосованості до форми акумулятора. Літій-полімерні акумулятори можуть ідеально відповідати цим вимогам і підвищити продуктивність обладнання.

Отже, наступного разу, коли ви будете купувати електронні товари або планувати заміну акумулятора свого пристрою, заспокойтеся і подумайте про те, що вас найбільше турбує - про безпеку. батарея термін служби пристрою, його зовнішній вигляд і тонкість або безпека? З'ясувавши свої потреби, а потім зробивши вибір відповідно до характеристик цих двох акумуляторів, ви можете бути впевнені, що виберете найбільш підходящий для себе акумулятор, який зробить ваш пристрій більш комфортним і безперебійним у використанні!