Литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы: в чем разница?

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы исторически были предпочитаемыми элементами питания для смартфонов, а также для широкого ряда других портативных устройств. Однако современные смартфоны обычно оснащаются литий-полимерными (Li-poly) батареями, которые являются хорошей альтернативой для широкого спектра бытовых электронных устройств.

Поскольку безопасность и долговечность батарей находятся в приоритете у некоторых клиентов, полезно знать плюсы и минусы этих двух технологий производства батарей. Вот все, что вам нужно знать о литий-ионных и литий-полимерных батареях.

Как работают литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионный аккумулятор — это старая рабочая лошадка. Разработка технологии началась еще в 1912 году, но она не приобрела популярность до тех пор, пока не была приобретена Sony в 1991 году. С тех пор литий-ионные батареи питают широкий спектр устройств, от фотоаппаратов до музыкальных плееров и смартфонов.

Литий-ионный аккумулятор оказался очень успешным, что отчасти связано с его очень высокой плотностью энергии, отсутствием «эффекта памяти» (когда аккумуляторы со временем становится труднее заряжать) и сравнительно низкой стоимостью производства.

Эти батареи состоят из двух положительных и отрицательных электродов, разделенных жидким химическим электролитом, таким как этиленкарбонат или диэтилкарбонат. Химический состав этой батареи ограничивает ее в основном прямоугольной формой. Емкость литий-ионного аккумулятора уменьшается в течении циклов зарядки и, как ни странно даже когда он не используется, что не идеально. Что еще хуже, химический электролит может стать нестабильным при экстремальных температурах или при проколе, что приведет к выходу из строя батареи и возгоранию. Хотя, случается это очень и очень редко. Электронные контроллеры часто используются для регулирования мощности заряда, чтобы предотвратить перегрев.

Как работают литий-полимерные аккумуляторы?

Технология литий-полимерных батарей новее, чем литий-ионных. Она не появлялась на рынке до 1970-х годов и только недавно появилась в смартфонах. Например, Samsung перешла на Li-poly аккумуляторы только в серии Galaxy S20. Хотя другие производители использовали технологию чуть дольше.

В литий-полимерной технологии также используются положительный и отрицательный электроды, но с сухим твердым, пористым химическим или гелеобразным электролитом, а не с жидким, как в Li-ion. В результате полимерные батареи имеют более низкий профиль, гибкую и более прочную конструкцию, а также меньшую вероятность утечки электролитов, приводящей к возгоранию. Короче говоря, 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 или литий-полимерный аккумулятор? Основные различия технологий

У обоих типов батарей есть свои плюсы и минусы. Если вкратце, то литий-ионные аккумуляторы предлагают самые высокие емкости по самым низким ценам. Удобно, если вам нужен недорогой телефон, который работает без подзарядки больше одного дня. Недостатки литий-ионных аккумуляторов — это постепенный саморазряд (не то чтобы это слишком важно для постоянно включённых телефонов) и крошечная, но не нулевая возможность возгорания.

Литий-полимерные батареи, безусловно, безопаснее, что особенно важно в телефонах с мощными быстрыми зарядками. Эти батареи также имеют очень низкий уровень саморазряда, поэтому они не будут терять ёмкость, если вы не используете своё устройство в течении длительного времени. Однако это обусловлено более высокой ценой, более коротким сроком службы и меньшей плотностью ёмкости. Хотя облегченные литий-полимерные батареи имеют лучшую плотность энергии на кг.

Постепенно Li-poly аккумуляторы заменяют литий-ионные в устройствах высокого и среднего уровня благодаря своей безопасности, универсальности форм-фактора и весовым характеристикам. Однако более доступные модели, скорее всего, будут оснащаться ионно-литиевыми аккумуляторами еще долго.