تعد بطارية الليثيوم بوليمر حداثة أخرى في مجال إمداد الطاقة للمعدات المحمولة. يُعتقد أنه نموذج أكثر تقدمًا لبطارية ليثيوم أيون. ومع ذلك ، هذا ليس صحيحًا تمامًا ، وعلى الرغم من أن الجيل الجديد يحل محل تقنية الأيونات المنتشرة على نطاق واسع في بعض القطاعات ، إلا أن Li-pol أدنى من نظيره في بعض النواحي.
جهاز بطارية ليثيوم بوليمر
تستخدم بطارية ليثيوم بوليمر مادة بوليمر مثل الإلكتروليت. يتم استخدام بطارية من هذا النوع في التكنولوجيا الرقمية ، والهواتف المحمولة ، وجميع أنواع الأدوات ، والنماذج التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو ، وما إلى ذلك.
كان الدافع وراء تحسين بطاريات الليثيوم أيون هو الحاجة إلى مكافحة اثنين من أوجه القصور فيها. بادئ ذي بدء ، فهي غير آمنة للعمل ، وعلاوة على ذلك ، فهي غير اقتصادية تمامًا. قرر المهندسون القضاء على هذه العيوب عن طريق تغيير المنحل بالكهرباء.
نتيجة لذلك ، ظهر إلكتروليت بوليمر. ومع ذلك ، كان يُعرف البوليمر سابقًا بأنه موصل. لطالما استخدمت في الهندسة الكهربائية كغشاء بلاستيكي موصل. في التطور الحديث ، يصل سمك خلية بوليمر الليثيوم إلى 1 مم فقط ، مما يلغي تلقائيًا القيود المفروضة على استخدام المطورين من مختلف الأشكال والأحجام.
ومع ذلك ، فإن الشيء الرئيسي في الجيل الجديد من البطارية هو عدم وجود سائل بالكهرباء ، ونتيجة لذلك ، يتم التخلص من خطر اشتعال البطارية. وهكذا تم القضاء على مشكلة أمنها. ولكن من أجل فهم الاختلافات الرئيسية بين بطاريات Li-pol و lithium-ion ، يجب عليك إلقاء نظرة فاحصة على جهاز النموذج الأساسي.
جهاز بطارية ليثيوم أيون
ظهرت النماذج الأولى لبطاريات الليثيوم التسلسلية في أوائل التسعينيات. ومع ذلك ، تم استخدام الكوبالت والمنغنيز بعد ذلك كإلكتروليت. في بطاريات Li-ion الحديثة ، لا تعتبر المادة نفسها مهمة بقدر أهمية تكوين موقعها في الكتلة.
تتكون بطاريات الليثيوم أيون من أقطاب كهربائية مفصولة بفاصل مسامي. في المقابل ، يتم تشريب كتلة الفاصل بمادة الإلكتروليت. أما بالنسبة للأقطاب الكهربائية نفسها ، فهي عبارة عن قاعدة كاثود على ورق ألومنيوم مع أنود نحاسي.
داخل الكتلة ، يتم توصيل القطب الموجب والكاثود المعاكس لبعضهما البعض عن طريق محطات تجميع التيار. يوفر الشحن شحنة موجبة لأيون الليثيوم. في هذه الحالة ، يعتبر الليثيوم مفيدًا لأنه يمتلك القدرة على اختراق المشابك البلورية للمواد الأخرى بسهولة ، وتشكيل روابط كيميائية.
ومع ذلك ، لم تكن الصفات الإيجابية لبطاريات الليثيوم أيون كافية بشكل متزايد لأداء المهام في الأدوات الحديثة. هذا ما أدى إلى ظهور جيل جديد من عناصر Li-pol ، والتي تتميز بالعديد من الميزات التصميمية والوظيفية.
بشكل عام ، من الضروري ملاحظة تشابه مصادر طاقة الليثيوم أيون مع بطاريات الهليوم كاملة الحجم للسيارات. في كلتا الحالتين ، تم تصميم البطاريات مع مراعاة التطبيق العملي. جزئيًا ، استمر اتجاه التطور هذا بواسطة العناصر القائمة على البوليمر.
عمر بطارية ليثيوم بوليمر
في المتوسط ، تدعم بطاريات الليثيوم بوليمر ما يقرب من 800-900 دورة شحن. يمكن اعتبار هذا المؤشر متواضعًا جدًا مقارنةً بنظائره الحديثة الأخرى. لكن هذا العامل لا يعتبره الخبراء على الإطلاق كمورد عنصر محدد.
الحقيقة هي أن أحدث البطاريات عرضة للشيخوخة النشطة ، بغض النظر عن شدة استخدامها. أي أنه حتى إذا لم يتم استخدام مصدر الطاقة على الإطلاق ، فسوف ينخفض مورده بمرور الوقت. علاوة على ذلك ، ينطبق هذا بالتساوي على كل من بطارية ليثيوم أيون وخلايا ليثيوم بوليمر.
جميع البطاريات القائمة على الليثيوم لها عملية تقادم مستمرة. يمكن ملاحظة خسارة كبيرة في طاقة البطارية في غضون عام بعد شراء الأداة. بعد 2-3 سنوات ، تكون بعض مصادر الطاقة معطلة تمامًا. ومع ذلك ، يعتمد الكثير هنا على الشركة المصنعة ، حيث توجد اختلافات في جودة البطارية في هذا الجزء.
بالإضافة إلى مشاكل الشيخوخة السريعة ، يحتاج هذا النوع من البطاريات إلى نظام حماية إضافي. هذا يرجع إلى حقيقة أن الجهد الداخلي في أجزاء مختلفة من دائرة البطارية يمكن أن يؤدي إلى الإرهاق. لذلك ، تم هنا تقديم مخطط استقرار خاص ، مما يمنع الشحن الزائد والسخونة الزائدة.
ما هو الفرق الرئيسي بين بطارية ليثيوم بوليمر وبطارية أيون
الفرق الأساسي بين Li-pol و Li-ion هو رفض الهيليوم والشوارد السائلة. لفهم هذا الاختلاف بشكل أكثر دقة ، من الضروري الرجوع إلى موديلات بطاريات السيارات الحديثة. كانت الحاجة إلى استبدال الإلكتروليت السائل في هذه الحالة ، بالطبع ، بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة.
ولكن في حالة بطاريات السيارات ، توقف التقدم عند نفس الإلكتروليتات المسامية مع التشريب ، فإن النماذج القائمة على الليثيوم تلقت قاعدة صلبة كاملة. مما لا شك فيه أن بطارية ليثيوم بوليمر ذات الحالة الصلبة ميزة كبيرة. اختلافه عن الأيوني هو أن المادة الفعالة على شكل صفيحة في منطقة التلامس مع الليثيوم تمنع تكوين التشعبات أثناء ركوب الدراجات.
يستثني هذا العامل احتمال حدوث انفجارات وحرائق لمصادر الطاقة هذه. ومع ذلك ، هناك أيضًا نقاط ضعف في البطاريات الجديدة. هذا النظام ينطوي على عدد من العيوب.
العامل الرئيسي هو القيد الحالي. من ناحية أخرى ، ومع ذلك ، فإن أنظمة الحماية الإضافية تجعل بطارية ليثيوم بوليمر أكثر أمانًا. يعد الاختلاف عن البطارية الأيونية من حيث التكلفة عاملاً مهمًا أيضًا. إمدادات الطاقة البوليمرية أرخص ، وإن كان ذلك بشكل طفيف. لا يزال سعرها يرتفع بسبب تركيب دوائر الحماية الإلكترونية.
أي بطارية أفضل - Li-pol أم Li-ion؟
يجب أن يعتمد تحديد بطارية النماذج المعروضة الأفضل ، إلى حد كبير ، على ظروف التشغيل المخطط لها وخصائص منشأة إمداد الطاقة المستهدفة. تعد المزايا الرئيسية للأجهزة القائمة على البوليمر أكثر واقعية للمصنعين أنفسهم ، وبفضل ذلك يمكنهم استخدام التقنيات الجديدة بحرية أكبر. بالنسبة للمستخدم ، سيكون هذا الاختلاف في البطاريات دقيقًا.
على سبيل المثال ، في مسألة كيفية شحن بطارية ليثيوم بوليمر ، سيتعين على مالك الأداة أن يولي مزيدًا من الاهتمام لاختيار مصدر طاقة عالي الجودة. من حيث مدة عملية الشحن نفسها ، سيكون كل من مصدر الطاقة ومصدر الطاقة الآخر عناصر متطابقة إلى حد ما.
أما بالنسبة لمسألة المتانة ، فإن الوضع في هذا المؤشر غامض أيضًا. بطبيعة الحال ، فإن تأثير الشيخوخة هو أكثر خصائص العناصر القائمة على البوليمر ، ولكن في الممارسة العملية ، يلاحظ الملاك مجموعة متنوعة من المواقف. على سبيل المثال ، هناك مراجعات متكررة لبطاريات الليثيوم أيون ، والتي تبين أنها غير مناسبة للتشغيل بالفعل بعد عام واحد من الشراء. وقد تعمل بطاريات الليثيوم بوليمر بشكل جيد في بعض الأجهزة لمدة 6-7 سنوات ، بينما تكون قيد الاستخدام النشط باستمرار.
من أجل زيادة التوصيل الكهربائي ، لا يزال المهندسون يضيفون إلكتروليت هلامي إلى خلايا البوليمر. ومع ذلك ، فإن مسألة اختيار البطارية ليست مشكلة حادة في المصانع. غالبًا ما تُستخدم الحلول المركبة في الأماكن التي يكون لدرجات الحرارة فيها تأثير كبير. في مثل هذه الحالات ، تُستخدم عناصر البوليمر عادةً كمصادر طاقة احتياطية ، وتوصيلها بالشبكة حسب الحاجة.
