Обсуждение плотности энергии литий-полимерной батареи

Без сомнения, литий-ионные батареи являются двигателем всех революций в цифровой электронике, которые происходят сегодня. Начиная с электронной революции в современном мобильном обществе, которое используется в портативных компьютерах и других мобильных устройствах. Однако нужно понимать, что успех литий-ионного аккумулятора был достигнут не в одночасье.

Это потребовало больших усилий от многих великих инженеров и ученых, чтобы с годами улучшить их производительность. Однако возникла необходимость в использовании аккумуляторов, способных обеспечить более высокий и конкретный уровень энергии. Это литий-ионный полимерный аккумулятор, который в большинстве случаев обозначается аббревиатурой LiPo.

Литий-полимерный аккумулятор - это перезаряжаемый аккумулятор, также изготовленный по литий-ионной технологии. В общем, в этих батареях в качестве электролита используется полимер, а не жидкость. Полимер может быть изготовлен из полутвердых полимеров с высокой проводимостью, таких как гели. Эти полимеры теперь образуют электролиты батареи.

А поскольку литий-полимерные батареи способны производить более удельную энергию, они наиболее применимы там, где вес является критической характеристикой. Например, в самолетах с радиоуправлением и мобильных устройствах.

Депонирование энергетической плотности литий-полимерной батареи

Когда дело доходит до литиевых батарей, осаждение является одной из важнейших проблем безопасности. Это потому, что эти батареи имеют тенденцию к образованию отложений лития на большой поверхности во время нормальной работы элемента.

Депонирование плотности энергии в литий-полимерных батареях происходит, когда потенциал электрода более отрицательный по сравнению с потенциалом металлического лития. Осаждение может происходить в нескольких случаях. Это включает в себя:

· При неправильном выравнивании электрода при сборке ячеек

· Загрязнение металлическими частицами со стороны положительного электрода

· Экстремальные условия эксплуатации, такие как слишком низкие или высокие температуры во время зарядки

· Клетки перезаряжаются сверх определенного предельного потенциала

· Неправильная балансировка ячеек с соотношением емкости нижнего анода и катода

Образовавшиеся отложения лития образуют дендритную форму, которая выглядит как игольчатые структуры. Эти отложения образуют структуры, похожие на ветки, и они становятся еще больше в процессе разряда ячейки.

Ставки литиевых депозитов играют ключевую роль, поскольку они определяют безопасность и срок службы вашей батареи. Однако вы можете уменьшить это осаждение, изменив размеры электродов так, чтобы отрицательные электроды выходили как минимум на 2 мм за пределы выравнивания положительного электрода.

Таким образом, ток распределяется по расширенной области, а не течет к краям, как это происходит, когда конструкция выровнена равномерно. Увеличенная емкость полезна, поскольку помогает уменьшить вероятность условий, которые могут способствовать осаждению лития.

Насколько важна плотность энергии в литий-полимерной батарее?

Литий-ионный полимерный аккумулятор является одним из литий-ионных аккумуляторов. Однако, по сравнению с жидкостно-ионными батареями, литий-полимерный имеет более высокую плотность энергии, легкий, обеспечивает максимальную безопасность, имеет ультратонкий миниатюрный дизайн и другие преимущества. Более высокая плотность энергии - один из самых важных аспектов этой батареи. Это дает нам отличное определение аккумуляторов нового поколения.

Как защитить энергетическую плотность литий-полимерного аккумулятора?

Литий-полимерные батареи, как правило, имеют более высокую плотность энергии, а также напряжение по сравнению с обычными батареями. Вот почему литий-полимерные батареи являются основным источником питания для большинства портативных электронных устройств.

Следовательно, чтобы вы могли безопасно использовать литий-полимерные батареи, вам необходимо связать их с моделью схемы защиты (PCM). Это помогает поддерживать работу батарей в пределах их определенного рабочего диапазона.

И в то же время, предлагая защиту аккумуляторов от разряда и перезаряда, ограничение тока, защиту от короткого замыкания и балансировку напряжения. Эти факторы играют ключевую роль в продлении срока службы литий-полимерной батареи, а также в увеличении ее производительности.

1. встроенный PCM

Модель схемы защиты может быть прикреплена к отдельным элементам батареи или постоянно встроена в зарядное устройство. Каждый из методов предлагает определенный уровень защиты. На зарядном устройстве PCM обеспечивает защиту:

· Балансировка функций аккумуляторных элементов

· Защита от коротких замыканий

· Защита от перезарядки

· Текущее ограничение изменения

Однако эта система не способна защитить аккумулятор после его отключения от зарядного устройства. Это означает, что в аккумуляторе отсутствуют элементы активных цепей, которые будут контролировать его работу.

Преимущества встроенного зарядного устройства PCM

· Вам понравится уменьшенный вес аккумулятора.

· Используется только один PCM

· Снижение затрат на несколько батарей

Недостатки Charger Embedded PCM

· Повышенный риск безопасности пользователя

· Уменьшение времени автономной работы и снижения производительности

· Отсутствует активная защита аккумулятора после отключения от зарядного устройства.

2. бортовой PCM

PCM также может быть прикреплен к отдельным батареям на постоянной основе. Это лучше всего подходит для перезаряжаемых литий-полимерных батарей с несколькими ячейками. В то же время вы должны убедиться, что дополнительное количество PCM на элементах батареи не повлияет на их работу.

Преимущества бортовой батареи PCM

· Повышенная безопасность системы

· Оптимальное время автономной работы и производительность

· Постоянная активная защита аккумулятора

· Безопасен для использования с неспециализированными источниками питания

Недостатки бортовой батареи PCM

· Более высокая стоимость использования нескольких батарей

· Повышенная сложность и вес аккумуляторов

· Отдельные батареи требуют индивидуальных PCM

Бортовые PCM обычно оправдывают первоначальную повышенную стоимость, а также вес. Это связано с тем, что позже затраты окупаются за счет увеличения производительности аккумулятора, увеличения срока службы и зарядки на месте.

Окончательный вердикт

Учитывая недавнюю популярность литий-полимерных батарей, я не ошибусь, если скажу, что будущее за литий-полимерными батареями. Литий-полимерные батареи обладают множеством преимуществ, которые помогают повысить эффективность батареи и удобство использования.

Однако батарея также имеет несколько недостатков, с которыми мы должны легко справиться. Поскольку производство литий-полимерных батарей в мелкосерийном производстве обходится дороже, эти батареи в основном применимы только на крупных потребительских рынках.