Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы: в чём разница?

3 сентября 2020

3572

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы ещё недавно были основными элементами питания для смартфонов и других портативных устройств. Однако современные смартфоны теперь гораздо чаще оснащены литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые стали хорошей альтернативой для разного рода бытовой электроники.

Поскольку безопасность и долговечность батарей находятся в списке приоритетов для многих пользователей, стоит знать о плюсах и минусах этих двух технологий. Итак, что же нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях?

Как работают литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионные аккумуляторы используют далеко не новую технологию. Её разработка началась еще в 1912 году, но она не получила признания, до тех пор, пока компания Sony не стала использовать её в 1991 году. С тех пор литий-ионные батареи использовались в широком спектре устройств, от фотоаппаратов до музыкальных плееров и смартфонов.

Литий-ионный аккумулятор оказался крайне удачным, что связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда батареи со временем перестают заряжаться до 100%) в отличие от предыдущих технологий аккумуляторов и сравнительно низкой стоимостью производства.

Li-ion батареи состоят из двух электродов (положительного и отрицательного), разделенных жидким химическим электролитом - этиленкарбонатом или диэтилкарбонатом. Из-за химического состава эти батареи в основном бывают прямоугольной формы. Ёмкость литий-ионного аккумулятора уменьшается в течение многих циклов зарядки и, кроме того, он разряжается, когда он не используется, что неидеально. Кроме того, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или при проколе, что приведет к тепловому выходу из строя и возгоранию. Хотя это случается очень и очень редко. Для регулирования мощности заряда и разряда литий-ионных батарей используются электронные контроллеры – они помогают предотвратить перегрев.

Как работают литий-полимерные аккумуляторы?

Литий-полимерные батареи изготовлены по более современной технологии, чем литий-ионные. Она появилась только в 70-е годы и не так давно добралась до смартфонов. К примеру, Samsung перешла на литий-полимерные аккумуляторы только в серии Galaxy S20, хотя другие компани используют эту технологию немного дольше.

В литий-полимерной технологии тоже задействованы положительный и отрицательный электрод, но с сухим твёрдым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не с жидкостью. В результате полимерные батареи могут быть более тонкими, иметь гибкую и более прочную конструкцию и иметь меньшую вероятность утечки электролитов, приводящей к тепловому выходу из строя. Одним словом, они намного безопаснее.

Главный недостаток этой технологии - значительно более высокая стоимость производства. Срок службы литий-полимерного аккумулятора также короче, и батареи накапливают меньше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера. В этих элементах также по-прежнему используются схемы защиты для поддержания рабочего напряжения в безопасных пределах.

Литий-ионный и литий-полимерный аккумулятор: основные различия

У обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы. Литий-ионные батареи предлагают самую высокую ёмкость по самой низкой цене. Это удобно, если вам нужен недорогой телефон, который способен работать без подзарядки более одного дня. Недостатки литий-ионных аккумуляторов - это постепенный саморазряд (что не слишком важно для телефонов, которые всегда включены), и возможные, но маловероятные проблемы безопасности при перегреве.

Литий-полимерные аккумуляторы безопаснее, что особенно важно сейчас, когда повсеместно распространилась технология быстрой зарядки. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не теряют заряд, когда вы их не используете. Однако это связано с более высокой ценой, меньшим сроком службы и меньшей плотностью ёмкости. Тем не менее, лёгкий вес литий-полимерных батарей дает в целом лучшую удельную энергию на кг.

В целом литий-полимерные батареи постепенно заменяют литий-ионные в индустрии смартфонов благодаря своей безопасности, универсальному форм-фактору и низкому весу – это касается устройств верхней и средней линейки. Хотя в более доступных телефонах, вероятно, ещё некоторое время будет использоваться технология литий-ионных аккумуляторов.

FAQ

Безопасны ли литий-ионные батареи?

Ответ: Да. Сбои в работе и повреждения крайне редки, поэтому использование литий-ионных аккумуляторов безопасно. Особенно, если не допускать сильного перегрева и повреждения корпуса батареи.

Безопасны ли литий-полимерные батареи?

Ответ: Да. Литий-полимерные аккумуляторы безопаснее, чем литий-ионные, так как меньше риск утечки электролитического компонента.

Можно ли перерабатывать литий-ионные аккумуляторы?

Ответ: Да. Их следует утилизировать, а не выбрасывать. Эти батареи можно сдавать в некоторые магазины, где их собирают, чтобы отправить на дальнейшую переработку.