В процессе выбора литиевых батарей многие инженеры сначала сталкиваются с проблемой: это тоже литиевые батареи. Почему некоторые из них обозначены как «полимерные», а другие — как «жидкие литий-ионные»? В чем разница между ними? Как сделать выбор среди проектов? Эта статья начнется с материала и структуры и даст практическое сравнение и рекомендации по выбору.

1. Существенное отличие заключается в форме электролита.

В традиционных жидких литий-ионных батареях используются жидкие электролиты на основе органических растворителей. Внутри элемента требуется сепаратор для разделения положительных и отрицательных электродов, а заряд и разряд выполняются за счет миграции ионов лития в электролите. Литий-полимерные аккумуляторы (литий-полимерные) используют гелеобразные или твердые полимерные электролиты. Электролиты «фиксируются» в полимерной матрице и поэтому больше не зависят от большого количества свободной жидкости.

Это различие привело к цепной реакции: полимерные батареи можно превратить в гибкую упаковку из алюминиево-пластмассовой пленки без необходимости использования стальных или алюминиевых корпусов, при этом пластичность формы значительно улучшается; в то же время, поскольку нет большого количества свободного электролита, риск вздутия и утечки значительно снижается, а показатели безопасности становятся более мягкими.

2. Ключевое сравнение производительности

  • Плотность энергии:Полимерные батареи обычно имеют на 10–20 % больше того же объема, что крайне важно для портативных устройств с ограниченным пространством.
  • Свобода формы:Полимеры могут быть ультратонкими (менее 0,5 мм), специальной формы и изогнутыми формами, тогда как жидкие цилиндры/квадраты имеют стандартизированные размеры.
  • Безопасность:Когда полимер перезаряжен или закорочен, это обычно приводит к вздутию и дыму, но редко к сильному разбрызгиванию; Когда внутреннее давление жидкостного ядра батареи повышается, срабатывает предохранительный клапан, и он одинаково безопасен, если им правильно управлять.
  • Цикл жизни:Зрелые жидкие системы имеют небольшое преимущество в скорости удерживания между 500 и 800 циклами, и в последние годы полимеры значительно догнали их.
  • расходы:Стандартная модель жидкостных аккумуляторных элементов имеет очевидный эффект масштаба и более низкую цену за единицу; стоимость открытия формы и сертификации индивидуальных полимерных моделей выше.

3. Как выбрать

Если ваш продукт стремится к тонкости, компактному внешнему виду и неправильной форме, например, интеллектуальные носимые устройства, Bluetooth-гарнитуры, портативные медицинские детекторы и устройства карточного типа, вам следует отдать приоритет полимерным литиевым батареям; Если вы цените контроль затрат, быструю замену стандартных моделей и стабильную массовую поставку, например, электроинструментов, модулей накопления энергии и бытовой электроники общего назначения, более подходящими являются жидкие цилиндрические или квадратные батареи.

Необходимо напомнить, что при выборе нельзя смотреть только на корпус аккумулятора. Плата защиты (PCM/BMS), скорость зарядки и разрядки, зона рабочей температуры, требования сертификации (UN38.3, IEC62133, UL, CE и т. д.) — все это повлияет на окончательное решение. Рекомендуется информировать производителей аккумуляторов о структурных размерах, целевых показателях емкости и списках сертификации на этапе разработки проекта, чтобы избежать повторных изменений в дальнейшем.

4. Заключение

Взаимосвязь между полимерами и жидкостями — это не просто соотношение преимуществ и недостатков, а отрасль технологии, сталкивающаяся с различными потребностями. Только поняв структурные корни этих двух факторов и приняв комплексное решение, основанное на занимаемом пространстве, стоимости, сроке службы и целях безопасности продукта, можно выбрать действительно подходящее решение по источнику питания.