Litij-polimerna baterija je še ena novost na področju napajanja prenosne opreme. Menijo, da gre za naprednejši model litij-ionske baterije. Vendar to ni povsem res, in čeprav nova generacija v nekaterih segmentih uspešno nadomešča razširjeno ionsko tehnologijo, je Li-pol v nekaterih pogledih slabši od svojega analoga.
Litij-polimerna baterijska naprava
Litij-polimerna baterija uporablja polimerni material kot elektrolit. Tovrstna baterija se uporablja v digitalni tehnologiji, mobilnih telefonih, vseh vrstah pripomočkov, radijsko vodenih modelih itd.
Zagon za izboljšanje litij-ionskih baterij je bila potreba po odpravi dveh pomanjkljivosti. Najprej niso varni za uporabo in so poleg tega precej negospodarni. Inženirji so se te pomanjkljivosti odločili odpraviti s spremembo elektrolita.
Kot rezultat se je pojavil polimerni elektrolit. Vendar pa je bil polimer prej znan kot prevodnik. V elektrotehniki se že dolgo uporablja kot prevodna plastična folija. V sodobnem razvoju debelina litijeve polimerne celice doseže le 1 mm, kar samodejno odpravi omejitve za uporabo razvijalcev različnih oblik in velikosti.
Vendar je glavna stvar v novi generaciji akumulatorja odsotnost tekočega elektrolita, zaradi česar je odpravljena nevarnost vžiga akumulatorja. Tako je bil odpravljen problem njegove varnosti. Da pa bi razumeli, v čem so glavne razlike med Li-pol in litij-ionskimi baterijami, si podrobneje oglejte napravo osnovnega modela.
Naprava z litij-ionsko baterijo
Prvi modeli serijskih litijevih baterij so se pojavili v zgodnjih 90-ih. Kot elektrolit pa sta bila nato uporabljena kobalt in mangan. V sodobnih Li-ion baterijah ni toliko pomembna sama snov kot konfiguracija njene lokacije v bloku.
Litij-ionske baterije so sestavljene iz elektrod, ki so ločene s separatorjem por. Masa separatorja je nato impregnirana z elektrolitsko snovjo. Kar zadeva same elektrode, so katodna podlaga na aluminijasti foliji z bakreno anodo.
Znotraj bloka sta anoda in katoda nasprotnega pola med seboj povezani s terminali za zbiranje toka. Polnjenje zagotavlja pozitiven naboj za litijev ion. V tem primeru je litij ugoden s tem, da lahko zlahka prodre v kristalne rešetke drugih snovi in tvori kemične vezi.
Vendar pozitivne lastnosti litij-ionskih baterij vedno bolj niso bile dovolj za opravljanje nalog v sodobnih pripomočkih. Prav zaradi tega se je pojavila nova generacija elementov Li-pol, ki imajo številne oblikovne in funkcionalne lastnosti.
Na splošno je treba opozoriti na podobnost litij-ionskih napajalnikov s polnimi helijskimi baterijami za avtomobile. V obeh primerih so baterije zasnovane z upoštevanjem praktičnosti. Delno so to smer razvoja nadaljevali elementi na osnovi polimerov.
Življenjska doba litij-polimerne baterije
Litij-polimerne baterije v povprečju podpirajo približno 800–900 ciklov polnjenja. Ta kazalnik lahko štejemo za zelo skromnega v primerjavi z drugimi sodobnimi analogi. Toda tega dejavnika strokovnjaki sploh ne štejejo za vir odločilnega elementa.
Dejstvo je, da se najnovejše baterije aktivno starajo, ne glede na intenzivnost njihove uporabe. To pomeni, da tudi če se napajalnik sploh ne uporablja, se bo njegov vir sčasoma zmanjšal. Poleg tega to enako velja za litij-ionsko baterijo in litij-polimerne celice.
Vse litijeve baterije imajo stalen proces staranja. V letu dni po nakupu pripomočka lahko opazimo znatno izgubo energijske kapacitete baterije. Po 2-3 letih so nekateri napajalniki popolnoma v okvari. Vendar je tu veliko odvisno od proizvajalca, saj znotraj tega segmenta obstajajo razlike v kakovosti baterije.
Poleg težav s hitrim staranjem ta vrsta baterij potrebuje še dodaten zaščitni sistem. To je posledica dejstva, da lahko notranja napetost v različnih delih akumulatorskega kroga povzroči izgorelost. Zato je bila tu uvedena posebna stabilizacijska shema, ki preprečuje prekomerno polnjenje in pregrevanje.
Kaj je glavna razlika med litij-polimerno baterijo in ionsko baterijo
Temeljna razlika med Li-pol in Li-ionom je zavrnitev helija in tekočih elektrolitov. Za natančnejše razumevanje te razlike se je treba sklicevati na sodobne modele avtomobilskih baterij. Potreba po zamenjavi tekočega elektrolita je bila v tem primeru seveda posledica varnostnih razlogov.
Če pa se je v primeru avtomobilskih baterij napredek ustavil pri istih poroznih elektrolitih z impregnacijo, so modeli na osnovi litija dobili polno trdno podlago. Nedvomno je polprevodniška litij-polimerna baterija velika prednost. Njegova razlika od ionske je v tem, da aktivna snov v obliki plošče v kontaktnem območju z litijem preprečuje nastanek dendritov med kolesarjenjem.
Ta dejavnik izključuje možnost eksplozij in požarov takšnih virov energije. Vendar pa obstajajo tudi slabosti novih baterij. Ta sistem ima številne pomanjkljivosti.
Glavna je trenutna omejitev. Po drugi strani pa dodatni zaščitni sistemi poskrbijo, da je litij-polimerna baterija varnejša. Pomemben dejavnik je tudi stroškovna razlika od ionske baterije. Polimerni napajalniki so cenejši, čeprav le malo. Njihova cena še vedno narašča zaradi namestitve elektronskih zaščitnih vezij.
Katera baterija je boljša - Li-pol ali Li-ion?
Odločitev, katera baterija iz predstavljenih modelov je v večji meri boljša, bi morala temeljiti na načrtovanih obratovalnih pogojih in značilnostih ciljnega napajalnika. Glavne prednosti naprav na osnovi polimerov so bolj oprijemljive za same proizvajalce, zaradi česar lahko bolj svobodno uporabljajo nove tehnologije. Za uporabnika bo ta razlika v baterijah majhna.
Na primer, pri vprašanju, kako napolniti litij-polimerno baterijo, bo moral lastnik pripomočka več pozornosti nameniti izbiri visokokakovostnega vira energije. Kar zadeva trajanje samega postopka polnjenja, bosta en in drugi vir energije precej enaka elementa.
Kar zadeva trajnost, je tudi pri tem kazalniku stanje dvoumno. Seveda je učinek staranja bolj značilen za elemente na osnovi polimerov, vendar v praksi lastniki opazujejo različne situacije. Na primer, pogosti so pregledi litij-ionskih baterij, ki se izkažejo za neprimerne za uporabo že 1 leto po nakupu. Litij-polimerne baterije lahko v nekaterih napravah delujejo 6-7 let, medtem ko so nenehno v aktivni uporabi.
Da bi povečali električno prevodnost, inženirji polimernim celicam še vedno dodajajo gelirani elektrolit. Vendar vprašanje, katero baterijo izbrati, v tovarnah ni akutno vprašanje. Kombinirane raztopine se pogosto uporabljajo tam, kjer ima temperatura velik vpliv. V takih primerih se kot rezervni napajalniki običajno uporabljajo polimerni elementi, ki jih po potrebi povežejo v omrežje.
