Литиум полимер батерей нь зөөврийн тоног төхөөрөмжийн цахилгаан хангамжийн салбарт бас нэг шинэлэг зүйл юм. Энэ нь лити-ион батерейны илүү дэвшилтэт загвар гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь бүрэн үнэн биш бөгөөд шинэ үе өргөн тархсан ионы технологийг зарим хэсэгт амжилттай сольж байгаа боловч зарим талаараа Ли-пол аналогиос доогуур байна.
Литийн полимер батерейны төхөөрөмж
Литийн полимер батерей нь полимер материалыг электролит болгон ашигладаг. Энэ төрлийн зайг дижитал технологи, гар утас, бүх төрлийн багаж хэрэгсэл, радио удирдлагатай загвар гэх мэтэд ашигладаг.
Лити-ион батерейг сайжруулахад түлхэц болсон нь тэдний хоёр дутагдалтай тэмцэх шаардлагатай байв. Нэгдүгээрт, тэдгээр нь ажиллахад аюулгүй биш бөгөөд үүнээс гадна нэлээд хэмнэлтгүй байдаг. Инженерүүд эдгээр сул талыг электролитийг өөрчлөх замаар арилгахаар шийдсэн.
Үүний үр дүнд полимер электролит гарч ирэв. Гэсэн хэдий ч полимерийг өмнө нь дамжуулагч гэж нэрлэдэг байсан. Энэ нь цахилгаан инженерчлэлд удаан хугацааны туршид дамжуулагч хуванцар хальс болгон ашиглаж ирсэн. Орчин үеийн хөгжилд литийн полимер эсийн зузаан нь зөвхөн 1 мм хүрдэг бөгөөд энэ нь янз бүрийн хэлбэр, хэмжээтэй хөгжүүлэгчдийн ашиглах хязгаарлалтыг автоматаар арилгадаг.
Гэсэн хэдий ч шинэ үеийн батерейны гол зүйл бол шингэн электролит байхгүй тул батарей асах эрсдэлийг арилгадаг. Тиймээс түүний аюулгүй байдлын асуудал арилав. Гэхдээ Li-pol ба лити-ион батерейны хоорондох гол ялгаа юу болохыг ойлгохын тулд үндсэн загварын төхөөрөмжийг нарийвчлан үзэх хэрэгтэй.
Li-ion батерейны төхөөрөмж
Цуваа литийн батерейны анхны загварууд 90-ээд оны эхээр гарч ирэв. Гэсэн хэдий ч кобальт ба манганыг электролит болгон ашигласан. Орчин үеийн Li-ion батерейнд энэ бодис нь өөрөө чухал биш бөгөөд блок дахь байршлын тохиргоо нь чухал юм.
Литий-ион батерей нь сүвэрхэг тусгаарлагчаар тусгаарлагдсан электродуудаас бүрдэнэ. Эргээд, тусгаарлагчийн массыг электролитийн бодисоор шингээсэн байдаг. Электродуудын хувьд тэдгээр нь зэс анод бүхий хөнгөн цагаан тугалган дээр катодын суурь юм.
Блок дотор эсрэг туйлын анод ба катод нь хоорондоо гүйдэл цуглуулагч терминалаар холбогддог. Цэнэглэх нь литийн ионы эерэг цэнэгийг өгдөг. Энэ тохиолдолд литийн найрлага нь бусад бодисын болор торонд амархан нэвтэрч химийн холбоо үүсгэдэг тул давуу талтай юм.
Гэсэн хэдий ч лити-ион батерейны эерэг чанарууд нь орчин үеийн багаж хэрэгслийн ажлуудыг гүйцэтгэхэд хангалтгүй байсан. Энэ бол дизайн, үйл ажиллагааны олон онцлог шинж чанартай Li-pol элементүүдийн шинэ үеийг бий болгоход хүргэсэн зүйл юм.
Ерөнхийдөө литийн-ионы тэжээлийн эх үүсвэрүүд нь автомашины бүрэн хэмжээний гелий батерейтай ижил төстэй байдлыг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ хоёр тохиолдолд батерейг бодит байдал дээр тулгуурлан бүтээжээ. Хөгжлийн энэ чиглэлийг зарим талаар полимер дээр суурилсан элементүүд үргэлжлүүлэв.
Литийн полимер батерейны ашиглалтын хугацаа
Дунджаар литийн полимер батерей нь ойролцоогоор 800-900 цэнэглэх мөчлөгийг дэмждэг. Энэ үзүүлэлтийг орчин үеийн бусад аналогитай харьцуулахад маш даруухан гэж үзэж болно. Гэхдээ энэ хүчин зүйлийг шинжээчид тодорхойлох элементийн нөөц гэж огт үздэггүй.
Үнэн хэрэгтээ хамгийн сүүлийн үеийн батерейг ашиглах эрчимээс үл хамааран идэвхтэй хөгшрөлтөд өртдөг. Энэ нь цахилгаан хангамжийг огт ашигладаггүй байсан ч цаг хугацаа өнгөрөх тусам түүний нөөц багасах болно. Үүнээс гадна энэ нь лити-ион батерей ба литий-полимер эсүүдэд адилхан хамаатай.
Бүх литийн суурьтай батерейнууд нь хөгшрөлтийг тасралтгүй явуулдаг. Зайны эрчим хүчний багтаамж дахь мэдэгдэхүйц алдагдлыг багаж худалдаж авснаас хойш нэг жилийн дотор харж болно. 2-3 жилийн дараа зарим цахилгаан хангамж бүрэн ажиллагаагүй болдог. Гэсэн хэдий ч, энэ хэсэгт батерейны чанарын ялгаа байдаг тул үйлдвэрлэгчээс ихээхэн хамаарна.
Хурдан хөгшрөлттэй холбоотой асуудлуудаас гадна энэ төрлийн батерейнд нэмэлт хамгаалалтын систем хэрэгтэй. Энэ нь батерейны хэлхээний өөр өөр хэсгүүдийн дотоод хүчдэл нь шатаахад хүргэж болзошгүйтэй холбоотой юм. Тиймээс хэт тогтворжуулах, хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэх тусгай тогтворжуулалтын схемийг энд нэвтрүүлсэн.
Литийн полимер батерей ба ионы батерейны хоорондох гол ялгаа нь юу вэ?
Li-pol ба Li-ion-ийн үндсэн ялгаа нь гелий ба шингэн электролитуудаас татгалзах явдал юм. Энэ ялгааг илүү нарийвчлан ойлгохын тулд орчин үеийн автомашины батерейны загварыг үзэх шаардлагатай. Энэ тохиолдолд шингэн электролитийг солих хэрэгцээ нь аюулгүй байдлын үүднээс мэдээж хэрэг гарсан.
Гэхдээ хэрэв автомашины батерейны хувьд дэвшил нь шингээгчтэй ижил сүвэрхэг электролит дээр зогссон бол лити дээр суурилсан загварууд нь бүрэн хэмжээний хатуу суурийг авсан болно. Хатуу төлөв литийн полимер батерей нь том давуу тал болох нь дамжиггүй. Түүний ионоос ялгаа нь лититэй холбоо барих бүсэд ялтас хэлбэртэй идэвхитэй бодис нь дугуй унах явцад дендрит үүсэхээс сэргийлдэгт оршино.
Энэ хүчин зүйл нь ийм эрчим хүчний эх үүсвэрүүд дэлбэрэх, гал гарах магадлалыг үгүйсгэдэг. Гэсэн хэдий ч шинэ батерейны сул талууд бас бий. Энэ систем нь олон сул талыг дагуулдаг.
Хамгийн гол нь одоогийн хязгаарлалт юм. Нөгөөтэйгүүр, хамгаалалтын нэмэлт системүүд нь лити полимер батерейг илүү аюулгүй болгодог. Зардлын хувьд ионы батерейгаас ялгаа нь бас чухал хүчин зүйл болдог. Полимер цахилгаан хангамж бага зэрэг боловч хямд байдаг. Цахим хамгаалалтын хэлхээ суурилуулснаас болж тэдний үнийн шошго өссөөр байна.
Аль зай нь илүү дээр вэ - Li-pol эсвэл Li-ion?
Үзүүлсэн загваруудын аль батерейг илүү сайн шийдэхийг төлөвлөсөн ашиглалтын нөхцөл, зорилтот цахилгаан хангамжийн байгууламжийн шинж чанарт үндэслэх хэрэгтэй. Полимер дээр суурилсан төхөөрөмжүүдийн гол давуу талууд нь үйлдвэрлэгчдийн хувьд илүү мэдрэмтгий байдаг бөгөөд ингэснээр тэд шинэ технологийг илүү чөлөөтэй ашиглах боломжтой байдаг. Хэрэглэгчийн хувьд батерейны энэ ялгаа нь нарийн байх болно.
Жишээлбэл, литийн полимер батерейг хэрхэн яаж цэнэглэх вэ гэдэг дээр багажны эзэн өндөр чанартай тэжээлийн эх үүсвэрийг сонгоход илүү их анхаарал хандуулах хэрэгтэй болно. Цэнэглэх үйл явцын үргэлжлэх хугацааны хувьд нэг ба нөгөө тэжээлийн эх үүсвэр хоёулаа ижил төстэй элемент байх болно.
Бат бөх байдлын асуудлын хувьд энэ үзүүлэлт дэх нөхцөл байдал бас хоёрдмол утгатай байна. Мэдээжийн хэрэг хөгшрөлтийн үр нөлөө нь полимер дээр суурилсан элементүүдийн шинж чанар юм, гэхдээ практик дээр эзэд янз бүрийн нөхцөл байдлыг ажигладаг. Жишээлбэл, лити-ион батерейны талаархи тоймууд байнга байдаг бөгөөд худалдан авснаас хойш 1 жилийн дараа ашиглахад тохиромжгүй байдаг. Литий-полимер батерей нь зарим төхөөрөмжид 6-7 жилийн турш үйлчилдэг бөгөөд байнга ашиглагддаг.
Цахилгаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд инженерүүд полимер эсүүдэд гельтэй электролит нэмж өгдөг. Гэхдээ аль зайг сонгох вэ гэдэг нь үйлдвэрүүдэд хурц асуудал биш юм. Холимог шийдлийг ихэвчлэн температур ихээхэн нөлөөлдөг газарт ашигладаг. Ийм тохиолдолд полимер элементүүдийг ихэвчлэн нөөц тэжээл болгон ашигладаг бөгөөд шаардлагатай бол сүлжээнд холбодог.
