🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ База знаний ➡ Li-Ion
Литий-ионный аккумулятор (Li-Ion Battery) — объединяющее название всех аккумуляторов литий-ионного типа с разными материалами анода, катода и составами электролита.
Всё будет просто до тех пор, пока вы не услышите литий-титанат и литий-железо-фосфат, а потом не начнёте сравнивать литий-ионный с литий-полимерным... Как развязать клубок путаницы в этих названиях?
Если вы слышите о литий-кобальтовом аккумуляторе, то знайте, что это самый обыкновенный и наиболее распространённый литий-ионный аккумулятор из наших с вами смартфонов. Почему он «кобальтовый»? Из-за кобальта на его катоде.
👍 По маркетинговому названию производители могут понимать особенности конкретной ячейки.
Или, например, зная о преимуществах кремниевых анодов аккумуляторов, в самых массовых литий-кобальтовых ячейках можно добиться лучшей ёмкости, чем с традиционным графитовым анодом. В проект смартфона инженером будет закладываться уже литий-кобальтовый аккумулятор с кремниевым анодом.
Теперь разберёмся подробнее.
Для чего литий-ионному аккумулятору разные аноды, катоды, электролит?
Для чего им разные материалы? У одной химии больше пользы в безопасности или ёмкости (увеличена плотность энергии), у другой лучше получится удерживать заряд в мороз или увеличить ток разряда (актуально в электроинструменте или электромобилях).
💡 При выборе анода, катода, электролита многое зависит от назначения самого электронного устройства.
Например, в смартфонах нужны батареи:
- максимально ёмкие (чтобы держал заряд весь день, а лучше два);
- максимально дешёвые (в масштабном производстве каждый рубль имеет значение).
Ради этого можно пожертвовать определёнными характеристиками:
- сроком службы (количества циклов достаточно для двух-трёх лет эксплуатации, ведь к тому моменту смартфон морально устаревает);
- предиктивной безопасностью (толстый прочный корпус не нужен — его заменяет корпус смартфона, да и выполнять контроль лучше более «умными» программно-аппаратными средствами).
К литий-ионной аккумуляторной ячейке в компактном размере, ёмкой с приемлемым сроком службы и базовой безопасностью как раз идеально подходит кобальтовый катод (LiCoO2, LCO) в тандеме с графитовым анодом. Недорогой в производстве, быстро изготавливается, массовый продукт.
💡 Но ведь есть устройства, где срок службы и безопасность куда важнее цены и ёмкости.
Например? Источники бесперебойного питания. Мы в подробностях рассказывали как раз о таких надёжных батареях — литий-железо-фосфатных (LiFePo4, LFP).
Служат больше 10 лет, высокий ток разряда, выдерживают термические потрясения, беспрецедентно для литий-ионной технологии стабильны даже при коротком замыкании. Но всё ещё слишком дорого стоят за ту же ёмкость, что и LCO.
О «гаджетовой» компактности LiFePo4 при этом можно забыть. Если только сравнивать их со свинцово-кислотными АКБ из наших с вами автомобилей. Потому они лучше подходят как раз для ИБП (безопаснее, работают более 10 лет, не нужно обслуживать).
Наиболее распространённые литий-ионные аккумуляторы
Название обычно выбирается по катоду. Реже по аноду. Ещё реже по электролиту.
🟢 Литий-кобальтовые с катодом LiCoO2 (LCO).
🟡 Литий-железо-фосфатные с катодом LiFePo4 (LFP).
🟡 Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные с катодом LiNiMnCoO2 (NMC).
🟡 Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные с катодом LiNiCoAlO2 (NCA).
🟠 Литий-марганцево-оксидные или литий-марганцевые с катодами LiMn2O4 и Li2MnO3 (LMO).
🟠 Литий-титанат-оксидные с анодом Li4Ti5O12 (LTO).
А что с литий-полимерными аккумуляторами?
Литий-полимерный аккумулятор (Li-Polymer Battery, LiPo) назван по электролиту. Подразумевается, что внутри такой ячейки настоящий полимерный электролит на основе органической химии.
⚠️ Но в реальном мире таких практически не существует.
Чаще всего под литий-полимерной понимают гибридную LCO-батарею. У неё будет пластиковый сепаратор и так называемый «гелевый твёрдый» полимерный электролит.
🔎 В остальном Li-Polymer — это обычная самая распространённая литий-кобальтовая ячейка с графитовым анодом.
Хотя порой производители используют маркетинговые уловки, называя литий-ионным полимерным (Li-Ion Polymer Battery), например, тот же обыкновенный литий-кобальтовый аккумулятор, который просто заключён в полимерную оболочку (полимерный ламинат или ячейка-пакет «pouch-bag»).
🔋 То есть маркетинговое обозначение «Li-Polymer» (LiPo, LiPoly, Li-Po, Li-Poly) часто не имеет отношения даже к хотя бы гелевому электролиту, не говоря уже о редком семействе твердотельных истинных Li-Polymer.
***
Надеемся, что вам теперь легче ориентироваться в мире литий-ионных аккумуляторов.
Пишите вопросы в комментарии. Оставляйте замечания, если что-то непонятно — мы постараемся сделать статью максимально понятной для всех и каждого.
🎓 Источники для самостоятельного изучения: