- اساسی ترین تمایز بین باتری های لیتیوم پلیمر و لیتیوم یون، الکترولیت بیوشیمیایی در الکترودهای منفی و مثبت است. در حالی که باتری لیتیوم یونی از الکترولیت مایع استفاده می کند، باتری لیتیوم پلیمری از الکترولیت جامد خشک و ژل مانند استفاده می کند.
دستگاه های الکترونیکی مدرن از دو نوع باتری اصلی استفاده می کنند: لیتیوم یون (Li-ion) و لیتیوم پلیمری (Li-Po).
باتری‌های لیتیوم یونی انرژی اکثر دستگاه‌های الکترونیکی در سراسر جهان را تامین می‌کنند. با این حال، ممکن است با وسایل الکترونیکی مصرفی خاصی با باتری لیتیوم پلیمری مواجه شده باشید.
اگرچه ممکن است فوراً مشخص نباشد اما تفاوت قابل توجهی بین باتری‌های لیتیوم یون (Li-ion) و لیتیوم-پلیمر (Li-Po) وجود دارد.
در این مقاله، نگاهی عمیق به انواع باتری‌های محبوب و نحوه تغذیه دستگاه‌هایی که در زندگی روزمره خود استفاده می‌کنیم، می‌اندازیم.
باتری های لیتیوم یونی (Li-Ion) چیست؟
باتری لیتیوم یونی، گوشی‌های موبایل هوشمند، لپ تاپ ها و بسیاری از دستگاه های دیگر در سراسر جهان را تغذیه می کند. رسانایی یونی بالای آنها باعث شده است که آنها به انتخابی محبوب در بین تولید کنندگان باتری و مصرف کنندگان آنها تبدیل شوند.
آنها همچنین دارای چندین مزیت دیگر از جمله ظرفیت ذخیره سازی شارژ بالا و طول عمر نسبتاً طولانی تر در مقایسه با انواع باتری های دیگر مانند باتری سرب اسید و باتری NiMH هستند و همچنین در دراز مدت مقرون به صرفه تر هستند و باعث می شود آنها برای تولید انبوه به انواع باتری‌های دیگر ترجیح داده شوند. علاوه بر این، باتری‌های لیتیوم یونی چگالی توان بالایی دارند و آنها را در کاربردهای قوی مانند خودروهای الکتریکی، دستگاه‌های ذخیره‌سازی شارژ و دستگاه‌های الکترونیکی در مقیاس بزرگ قابل استفاده می‌سازد.
مزایای باتری های لیتیوم یونی (Li-Ion)
موارد زیر برخی از مزایای باتری های لیتیوم یونی است که آنها را به یک انتخاب محبوب در بین باتری ها تبدیل می کند:
- هدایت یونی بالایی دارند که آنها را به گزینه ای بسیار محبوب تبدیل می کند.
- دارای طول عمر طولانی بین 1500-4000 چرخه عمر هستند
- ارزان تر از باتری های لیتیوم پلیمری هستند
- ظرفیت ذخیره سازی شارژ نسبتاً بالاتری در مقایسه با بسیاری از انواع باتری‌های دیگر دارند
- نگهداری آنها آسان است و نیازی به مراقبتهای تخصصی ندارند.
معایب باتری های لیتیوم یونی (Li-Ion)
● یکی از بزرگترین معایب باتری های لیتیوم یون نگرانی های ایمنی آنها است. مسائل ایمنی مانند واکنش حلال آلی، نشت الکترولیت و مسائل دیگر مانند حساسیت به انفجار در دماهای بالا مانعی برای بازارپسندی باتری های لیتیوم یون با الکترولیت های مایع بوده است. در حال حاضر، اکثر باتری‌های لیتیوم یونی از الکترولیت‌های del استفاده می‌کنند، بنابراین نشتی دیگر مشکلی نیست.
● باتری‌های لیتیوم یونی همچنین در دماهای بسیار بالا بسیار ناپایدار می‌شوند و در هنگام استفاده در دستگاه‌هایی که بیش از حد گرم می‌شوند، نگرانی ایمنی ایجاد می‌کنند.
ساخت باتری های لیتیوم یونی
باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً در یک جعبه استوانه‌ای یا مستطیلی از آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ بسته‌بندی می‌شوند. این کیس ها به اندازه کافی قوی هستند تا باتری را در برابر هر گونه آسیب فیزیکی محافظت کنند، اما ضرر آن افزایش وزن باتری است.
ماهیت غیرقابل انعطاف کیس ها به طور قابل توجهی تطبیق پذیری اندازه و شکل باتری های قابل تولید را کاهش می دهد. باتری‌های لیتیوم یونی نیز با استفاده از قطعات متعدد ساخته می‌شوند که به آن امکان می‌دهد عملکرد بهتری برای تامین انرژی یک دستگاه داشته باشد. اجزای اصلی یک باتری لیتیوم یونی شامل:
- کاتد (ترمینال مثبت)
- آند (ترمینال منفی)
- یک جداکننده بین آند و کاتد برای جلوگیری از تماس فیزیکی بین آنها است
- الکترولیت باتری (الکترولیت امکان هدایت یونی بین آند و کاتد را فراهم می کند.)
آند بیشتر از لیتیوم ساخته شده است، در حالی که کاتد از گرافیت ساخته می‌شود. اغلب از کبالت یا منگنز نیز استفاده می شود.
جداکننده از ایجاد اتصال کوتاه بارها جلوگیری می کند و الکترولیت به عنوان محیطی عمل می کند که به یون ها اجازه می دهد از آند به کاتد حرکت کنند.
بنابراین، هنگامی که تلفن خود را شارژ می کنید، یون های ذخیره شده در ترمینال منفی شروع به ارتعاش می کنند تا زمانی که شارژ کافی برای حرکت از آند به کاتد به دست آورند و بر لایه جداکننده غلبه کنند. این حرکت همان چیزی است که برقی را تولید می کند که دستگاه شما را تغذیه می کند. با خالی شدن باتری دستگاه شما، یون ها به کاتد باز می گردند.
باتری های لیتیوم پلیمری (Li-Po) چیست؟
فناوری باتری لیتیوم پلیمر جدیدتر از لیتیوم یون است. این فناوری تا دهه 1970 مطرح نشده بود و اخیراً به صورت گسترده به صنعت گوشی‌های هوشمند راه پیدا کرده است. این فناوری یکی از امیدوارکننده‌ترین جایگزین‌ها برای باتری‌های لیتیوم یونی است.
دلیل اصلی این امر به دلیل قابلیت شارژ سریع آنها بود. باتری‌های لیتیوم پلیمری در ابتدا در گوشی‌های قدیمی‌تر و ضخیم استفاده می‌شدند و در لپ‌تاپ‌ها یافت می‌شدند. دستگاه‌های مدرن، مانند هواپیماهای بدون سرنشین، حاوی باتری‌های لیتیوم پلیمری نیز هستند. از آنجایی که این باتری بسیار انعطاف‌پذیر و سبک است، باتری‌های لیتیوم پلیمری نیز در پاوربانک‌ها یافت می‌شوند.
درست مانند باتری های لیتیوم یونی، باتری های Li-Po نیز دارای یک آند و یک کاتد هستند. اما، این باتری ها به جای الکترولیت مایع از یک الکترولیت ژل مانند استفاده می کنند. این یکی از دلایلی است باتری‌های لیتیوم پلیمری دوام بیشتری دارند و لازم نیست نگران نشت الکترولیت نیز باشید. اما، این ماده ژل مانند به مرور زمان سخت تر می شود و توانایی یون ها برای حرکت آزادانه را کاهش می دهد و طول عمر باتری را کاهش می دهد.
مزایای باتری های لیتیوم پلیمری (Li-Po)
باتری‌های LiPo نسبت به انواع دیگر باتری‌ها از جمله باتری‌های لیتیوم یونی با الکترولیت‌های شیشه‌ای و سرامیکی و باتری‌های دارای الکترولیت مایع، چندین مزیت دارند. یکی از بزرگترین مزایای استفاده از باتری های LiPo ویژگی های ایمنی افزایش یافته آنها است. این ویژگی به آنها امکان می دهد کمتر در معرض حوادث ایمنی مانند انفجار و آتش سوزی باشند. علاوه بر این، آنها دارای سطح بالایی از پردازش پذیری و انعطاف پذیری هستند.
مزیت دیگر این است که گاهی اوقات الکترولیت های پلیمری بدون حلال می توانند در برابر تشکیل دندریت مقاوم شوند یا رشد آن تا حد بسیار کمی به حداقل برسد. در نهایت، باتری‌های LiPo دارای خود تخلیه کم هستند، آنها می‌توانند انرژی را برای مدت نسبتاً طولانی در زمان ذخیره یا عدم استفاده ذخیره کنند.
معایب باتری های لیتیوم پلیمر (Li-Po)
برخی از معایب باتری های لیتیوم پلیمری عبارتند از:
- نسبتا گران هستند.
- اگر به خوبی از آنها مراقبت نشود، به راحتی می توانند باعث تورم شوند.
ساخت باتری های لیتیوم پلیمری
باتری های لیتیوم پلیمری در کیسه های منشوری ساخته شده از فویل آلومینیومی تحویل داده می شوند. یکی از مزیت‌های این کیسه‌ها نسبت به بسته‌های لیتیوم یونی این است که انعطاف‌پذیری بیشتری برای ساخت دارند. این مزیت توسعه بسته هایی با اشکال و اندازه های مختلف را آسان تر می کند. مزیت دیگر این است که به دلیل استفاده از فویل آلومینیومی به جای فلز، سبک تر هستند. استفاده از فویل به جای فلز باعث می شود باتری های LiPo چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری های لیتیوم یونی داشته باشند.
چندین تفاوت بین باتری‌های لیپو و لیتیوم یون وجود دارد که به کاربران کمک می‌کند تا مقایسه کنند. تفاوت‌های آنها در زیر بر اساس دسته‌هایی مانند باتری‌های لیپو در مقابل ساختار فیزیکی لیتیوم یون، ظرفیت، نرخ‌های خود تخلیه، ایمنی، قدرت، طول عمر و هزینه توضیح داده شده است.
(در حال به روز رسانی)
