Литий-полимерные аккумуляторы: Факты или хайп?
Происхождение термина «полимер»
Термин «полимер» обычно используется для описания определенного типа литиевых батарей, которые могут быть пакетными или призматическими элементами. Хотя слово «полимер» ассоциируется с пластиком, на самом деле оно охватывает широкий спектр материалов — от синтетических пластмасс до природных биополимеров и белков, формирующих фундаментальные биологические структуры.
Электролит и первые разработки
Литий-полимерные аккумуляторы отличаются от других систем аккумуляторов типом используемого электролита. Оригинальная полимерная конструкция, датируемая 1970-ми годами, использовала твердый (сухой) полимерный электролит, напоминающий пластиковую пленку. Этот изолятор позволяет обмениваться ионами (электрически заряженными атомами) и заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.
Твердый полимер имеет плохую проводимость при комнатной температуре, и для обеспечения протекания тока аккумулятор необходимо нагреть до 60°C (140°F) и выше. Были установлены большие полимерные аккумуляторы для стационарного применения, которые требовали нагрева, но с тех пор они исчезли. Долгожданный ажиотаж вокруг «настоящего пластикового аккумулятора», обещанного в начале 2000-х годов, не оправдался, поскольку проводимость не могла быть достигнута при комнатной температуре.
Переход к гелеобразному электролиту
Чтобы современные литий-полимерные аккумуляторы проводили ток при комнатной температуре, в них добавляют гелеобразный электролит. Большинство литий-ионных полимерных элементов сегодня содержат микропористый сепаратор с определенным количеством влаги. Литий-полимер может быть построен на основе многих систем, таких как литий-кобальт, NMC, литий-фосфат и литий-марганец, и не считается уникальным химическим составом аккумуляторов. Большинство литий-полимерных аккумуляторов изготовлены на основе кобальта; также могут быть добавлены другие активные материалы.
С добавлением гелеобразного электролита, какая разница между обычным литий-ионным аккумулятором и литий-ионным полимерным? Для пользователя литий-полимерный аккумулятор по сути тот же, что и литий-ионный. Обе системы используют одинаковый материал катода и анода и содержат подобное количество электролита.
Аккумуляторы LiFePO4
Надежные литий-железо-фосфатные аккумуляторы для солнечных и резервных систем.
LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Ач)
Компактный аккумулятор с встроенным BMS для безопасной работы в солнечных и резервных системах.
Купить
LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг
Современная литий-железо-фосфатная батарея (LiFePO4) со встроенным BMS и защитой от перегрузки
Купить
LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah
Высококачественный источник энергии с длительным сроком службы, высокой безопасностью и совместимостью с экосистемой Victron Energy
КупитьОтличия от обычных литий-ионных
Литий-полимерные аккумуляторы уникальны тем, что микропористый электролит заменяет традиционный пористый сепаратор. Литий-полимерные аккумуляторы предлагают немного более высокую удельную энергию и могут быть изготовлены тоньше, чем обычные литий-ионные, но стоимость их производства, как говорят, выше, чем в случае цилиндрической конструкции. Для обсуждения, пакетные элементы часто называют литий-полимерными.
Форм-факторы и дизайн
Литий-полимерные элементы также поставляются в гибком фольгированном корпусе, напоминающем пищевую упаковку. В то время как стандартный литий-ионный аккумулятор требует жесткого корпуса для прижатия электродов друг к другу, литий-полимерные используют ламинированные листы, которые не нуждаются в сжатии. Фольгированный корпус уменьшает вес более чем на 20 процентов по сравнению с классическим твердым корпусом. Технология тонкой пленки расширяет возможности дизайна, поскольку аккумулятору можно придать любую форму, которая аккуратно помещается в стильные мобильные телефоны и планшеты. Литий-полимерные элементы также можно сделать очень тонкими, чтобы они напоминали кредитную карту. Малый вес и высокая удельная мощность делают литий-полимерные элементы лучшим выбором для любителей.
Характеристики и безопасность
Характеристики заряда и разряда литий-полимерных аккумуляторов идентичны другим литий-ионным системам и не требуют специального зарядного устройства. Проблемы безопасности также схожи тем, что требуются защитные схемы. Накопление газа во время заряда может привести к разбуханию некоторых призматических и мешочных элементов, и производители оборудования должны учитывать расширение. Литий-полимер в фольгированном корпусе может быть менее долговечным, чем литий-ионный в цилиндрическом корпусе.
