Литий-полимерный аккумулятор — Lithium polymer battery
LiPo клетки следуют истории литий-ионный и литий-металлический клетки, которые подверглись обширным исследованиям в течение 1980-х годов, достигнув важной вехи с Sonyпервый коммерческий литий-ионный аккумулятор цилиндрической формы в 1991 году. После этого эволюционировали и другие формы упаковки, в том числе плоский пакет. [ нужна цитата ]
Литий-полимерные элементы произошли от литий-ионный и литий-металлические батареи. Основное отличие состоит в том, что вместо жидкости литий-соль электролит (такие как LiPF6) проведенный в органический растворитель (такие как ЕС/DMC/DEC) в батарее используется твердый полимерный электролит (ТПЭ), например поли (этиленоксид) (PEO), поли (акрилонитрил) (СКОВОРОДА), полиметилметакрилат) (ПММА) или поли (винилиденфторид) (ПВдФ).
Литий полимерный аккумулятор, в отличие от ионного, обладает более высокой емкостью заряда и возможностью работать при высоких температурах
Среднее количество циклов
Заряд / разряд при 0,5 ° C / 0,5 ° C, остаточная емкость 80% после 500 циклов [9] .
Гексагональный литий-полимерный аккумулятор для подводных аппаратов производства Custom Cells Itzehoe GmbH
Элементы LiPo предоставляют производителям неоспоримые преимущества. Они могут легко изготавливать батареи практически любой желаемой формы. Например, требования к пространству и весу мобильные устройства и портативные компьютеры можно встретить. Также у них низкая скорость саморазряда, которая составляет около 5% в месяц. [10]
Радиоуправляемое оборудование и летательные аппараты
LiPo-батареи теперь почти повсеместны, когда используются для питания радиоуправляемый самолет, радиоуправляемые автомобили и крупномасштабные модели поездов, где преимущества меньшего веса и увеличенной пропускной способности и мощности оправдывают цену. Отчеты об испытаниях предупреждают об опасности возгорания, если батареи не используются в соответствии с инструкциями. [11]
Персональная электроника
LiPo батареи широко распространены в мобильные устройства, банки мощности, очень тонкие портативные компьютеры, портативные медиаплееры, беспроводные контроллеры для игровых консолей, беспроводные периферийные устройства для ПК, электронные сигареты, а также в других приложениях, где требуются малые форм-факторы и высокая плотность энергии перевешивает соображения стоимости.
Электрические транспортные средства
Hyundai Motor Company использует этот тип батареи в некоторых из своих гибридные автомобили, [12] а также Киа Моторс в их аккумулятор электрический Kia Soul. [13] В Bolloré Bluecar, который используется в схемах каршеринга в нескольких городах, также использует этот тип аккумулятора.
Выпускаются легкие самолеты и самозапускающиеся планеры, такие как Lange Antares 20E &. Алиспорт Сайлент 2 Электро [14] и Pipistrel WATTsUP. [15] Некоторые большие планеры, такие как Schempp-Hirth Ventus-2 использовать технологию для автономных двигателей [16]
Особенности эксплуатации
Правила эксплуатации литий-полимерного и литий-ионного аккумуляторов во многом схожи. При использовании батареи полимерного типа необходимо избегать некоторых опасных ситуаций, которые могут нанести ей непоправимый вред:
- зарядка устройства с напряжением 4,2 вольт на банку;
- разрядка токами с нагрузочной способностью, превышающей должную;
- разрядка с напряжением ниже 3 вольт на банку;
- разгерметизация батареи;
- нагревание устройства выше 60 градусов;
- длительное хранение в полностью разряженном состоянии.
Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы отличаются пожароопасностью во время перегревания и переразрядки. Чтобы бороться с таким явлением, все современные батареи оснащаются встроенной электронной системой, которая препятствует переразрядке или перегреванию. Именно поэтому литий-полимерный аккумулятор требует специальных алгоритмов зарядки.
Плюсы и минусы литий ионных аккумуляторов Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы) | Статьи VoltBikes
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.
Литий-полимерный аккумулятор
2017: Нановолокна проекта Nafen
Команда проекта Nafen провела в 2017-2018 годах ряд работ и тестов и выяснила, что добавление нановолокон оксида алюминия в полиэтиленоксид препятствует процессу его кристаллизации, сохраняя полимер в проводящей форме. Таким образом нановолокна решают проблему потери емкости батареи при ее длительном использовании.
Испытания полимерной электролитной системы улучшенной нановолокнами оксида алюминия в течение 300 циклов заряда-разряда показали очевидное превосходство над конкурентными решениями.
`Вполне возможно, что именно наполненные нановолокнами полимерные электролиты позволят получить требуемые эксплуатационные свойства для широкого распространения литий-полимерных аккумуляторов на рынках повседневных портативных устройств», — считает Алексей Третьяков.
Нановолокна Nafen – это тонкие наноразмерные волокна диаметром всего 10-20 нанометров и длиной до 15 сантиметров. Они производятся путем контролируемого синтеза наноструктур оксида алюминия Al2O3 на поверхности расплава алюминия в присутствии специальных окислителей. Подобные волокна в природе не встречаются и могут быть получены только искусственным способом.
Характеристики Nafen, изученные эстонской компанией вместе с ведущими университетами мира, открывают широкие возможности для его эффективного применения в космической индустрии, электроэнергетике, топливной промышленности, металлургии, химической промышленности, машино– и самолетостроении, производстве строительных материалов.
В отличие от других наноматериалов, Nafen уже производится на опытно-промышленной площадке в Таллине и компания планирует расширять производство нановолокон для выхода на рынки крупных потребителей.
Запатентованная технология производства нановолокон может быть легко масштабирована в зависимости от объемов спроса на материал, что делает Nafen более доступным для широкого применения в самых различных областях науки и производства по сравнению с другими коммерческими наноматериалами.
Высоковольтные ячейки с добавкой кремний – графен
Проверка LiPo аккумулятора после покупки
Меня, как начинающего пилота, очень заботил вопрос проверки аккумуляторной батарейки после покупки. Раннее выявление дефекта поможет мне обоснованно вернуть бракованный аккумулятор и сохранить денежные средства.
Сразу после покупки аккумулятора необходимо проверить напряжения на банках. Я использовал специальное устройство – индикатор напряжения для LiPo батарей. Для проверки достаточно подключить это устройство к балансировочному проводнику:
Еще можно проверить с помощью зарядного устройства:
Идеально, если напряжения на банках отличаются друг от друга не более чем на 0,1 вольта и находятся в пределах 3,7…3,85 вольта. Почему именно так, я расскажу ниже.
Все плохо, если напряжение, хотя бы одной из банок, ниже чем 3,0 вольта (по некоторым источникам 3.3 вольта). Такой аккумулятор можно считать не годным к эксплуатации.
Ситуацию, когда напряжения на банках находится в пределах 3,3…4,2 вольта и присутствует большой дисбаланс (до 0,8 вольт) тоже можно считать нормальной, но с одним условием – через несколько циклов заряда должно все прийти в норму.
Я замерял емкость иначе. Если учесть, что напряжению на банках 3,8 вольта соответствует 40% заряда аккумулятора, то путем несложных вычислений можно легко найти емкость аккумулятора.
