Выбор города
Изменить
Москва
Санкт-Петербург
Архангельск
Астрахань
Анадырь
Абакан
Барнаул
Благовещенск
Белгород
Брянск
Биробиджан
Владимир
Волгоград
Вологда
Воронеж
Владикавказ
Владивосток
Великий Новгород
Горно-Алтайск
Грозный
Екатеринбург
Ижевск
Иваново
Иркутск
Йошкар-Ола
Казань
Кызыл
Краснодар
Красноярск
Калининград
Калуга
Кемерово
Киров
Кострома
Курган
Курск
Липецк
Майкоп
Махачкала
Магас
Магадан
Мурманск
Нальчик
Нижний Новгород
Новосибирск
Нарьян-Мар
Набережные челны
Омск
Оренбург
Орёл
Петрозаводск
Петропавловск-Камчатский
Пенза
Псков
Пермь
Ростов-на-Дону
Рязань
Сыктывкар
Симферополь
Саранск
Ставрополь
Самара
Саратов
Смоленск
Салехард
Сочи
Сургут
Тамбов
Тверь
Томск
Тула
Тюмень
Тольятти
Уфа
Улан-Удэ
Ульяновск
Хабаровск
Ханты-Мансийск
Черкесск
Чебоксары
Чита
Челябинск
Элиста
Южно-Сахалинск
Якутск
Ярославль
Барановичи
Бобруйск
Борисов
Брест
Витебск
Гомель
Гродно
Жодино
Кобрин
Лида
Минск
Могилев
Мозырь
Новополоцк
Орша
Пинск
Солигорск
Актау
Алматы
Атырау (Гурьев)
Байконур
Жанаозен
Караганда
Кокшетау
Костанай
Кызылорда
Нур-Султан
Павлодар
Петропавловск
Семей (Семипалатинск)
Талдыкорган
Тараз
Уральск
Усть-Каменогорск
Шымкент
  • Выберите город
  • Доставка
  • Организациям
  • Производство
  • Блог
  • Контакты
  • 8 800 555 86 57 Перезвонить мне
  • 8 800 555-86-57 Перезвонить мне
    Перезвоните мне
    Перезвоните мне

    Мы расскажем вам подробно о том, как правильно выбрать аккумулятор, как сохранить уровень зарядки...

    Наши менеджеры проконсультируют по любым интересующим вас вопросам
    Отправляя форму, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Гарантия 12 месяцев Обмен и возврат без проблем Войти
Корзина 0 0 р

Ваша корзина

Нет товаров

Всего 0 р

Оформить заказ

Товар успешно добавлен в корзину
Продолжить покупки
Продолжить покупки

«Литий-ионный»: великая путаница в аккумуляторах

Типы литий-ионных аккумуляторов — как разбираться в маркировке по типам литий-ионных батарей

Литий-ионный аккумулятор (Li-Ion Battery) — это название объединяет все аккумуляторы литий-ионного типа, даже если у них совершенно разные материалы анода, катода и состав электролита.


Нужно сравнение аккумуляторов Li-Ion? Например, 18650? Рекомендуем перейти к полному руководству.


Всё кажется простым до тех пор, пока вы не услышите в одном предложении литий-титанат и литий-железо-фосфат, а потом не начнёте сравнивать литий-ионный с литий-полимерным... Как развязать клубок путаницы в этих многочисленных названиях?


Если вы слышите о литий-кобальтовом аккумуляторе, то знайте, что это самый обыкновенный и наиболее распространённый литий-ионный аккумулятор из наших с вами смартфонов. Почему он «кобальтовый»? Из-за кобальта на его катоде.


По маркетинговому названию производители могут понимать особенности конкретной ячейки.


Или другой пример. Зная о преимуществах кремниевых анодов аккумуляторов, в тех же массовых литий-кобальтовых ячейках можно достичь лучшей ёмкости, чем с традиционным графитовым анодом. То есть в проект смартфона инженером будет закладываться уже литий-кобальтовый аккумулятор с кремниевым анодом.


Разберёмся подробнее в маркировке Li-Ion.


Типы литий-ионных аккумуляторов — как разбираться в маркировке по типам литий-ионных батарей

Типы литий-ионных аккумуляторов отличаются по типу материала анода, катода, электролита

Для чего им разные материалы? У одной химии больше пользы в безопасности или ёмкости (увеличена плотность энергии), у другой лучше получится удерживать заряд в мороз или увеличить ток разряда (актуально в электроинструменте или электромобилях).


При выборе анода, катода, электролита многое зависит от назначения самого электронного устройства.


Разберём принцип выбора типа литий-ионного аккумулятора для смартфона

Инженер компании-производителя при проектировании исходит из следующих потребностей:


  • • компактные (толстые и тяжёлые гаджеты не покупают — почему так);
  • • максимально ёмкие (чтобы держал заряд весь день, а лучше два);
  • • максимально дешёвые (в масштабном производстве каждый рубль имеет значение).

Ради этого можно пожертвовать определёнными характеристиками:


  • • сроком службы (количества циклов достаточно для двух-трёх лет эксплуатации, ведь к тому моменту смартфон морально устаревает);
  • • предиктивной безопасностью (толстый прочный корпус не нужен — его заменяет корпус смартфона, да и выполнять контроль лучше более «умными» программно-аппаратными средствами).

К литий-ионной аккумуляторной ячейке в компактном размере, ёмкой с приемлемым сроком службы и базовой безопасностью как раз идеально подходит кобальтовый катод (LiCoO2, LCO) в тандеме с графитовым анодом. Недорогой в производстве, быстро изготавливается, массовый продукт.


Но ведь есть устройства, где срок службы и безопасность куда важнее цены и ёмкости.


Например? Источники бесперебойного питания. Мы в подробностях рассказывали как раз о таких надёжных батареях — литий-железо-фосфатных (LiFePo4, LFP).


Служат больше 10 лет, высокий ток разряда, выдерживают термические потрясения, беспрецедентно для литий-ионной технологии стабильны даже при коротком замыкании. Но всё ещё слишком дорого стоят за ту же ёмкость, что и LCO.


О «гаджетовой» компактности LiFePo4 при этом можно забыть. Если только сравнивать их со свинцово-кислотными АКБ из наших с вами автомобилей. Потому они лучше подходят как раз для ИБП (безопаснее, работают более 10 лет, не нужно обслуживать).


Наиболее распространённые типы литий-ионных аккумуляторов

Типы литий-ионных аккумуляторов — как разбираться в маркировке по типам литий-ионных батарей
Преимущества и недостатки наиболее распространённых типов Li-Ion в относительном представлении (многое зависит от форм-фактора, добавок и конкретной ситуации).

Разделение на типы и маркировка обычно выбирается по катоду. Реже по аноду. Ещё реже по электролиту.


LCO | Литий-кобальтовые с катодом LiCoO2

Наиболее распространённый тип Li-Ion благодаря отличным характеристикам ёмкости (самая высокая энергоёмкость после NCA), мощности и цены.


В LCO хуже, чем в других системах: безопасность (требуется хорошая защита и контроль заряда-разряда) и долговечность (но её обычно хватает на цикл жизни одной модели потребительского устройства, такого как смартфон или ноутбук). Из-за дефицита кобальта [источник] ячейкам LCO стремительно ищут замену.


LFP | Литий-железо-фосфатные с катодом LiFePo4

Лучшие стороны — безопасность, высокие токи нагрузки и долговечность. В жертву идёт цена и ёмкость.


Катоды LFP отличаются по содержанию углерода и удельной поверхности: одни лучше себя показывают при низких температурах (например, электробусы), а другие обеспечивают лучшие показатели по устойчивому сопротивлению и стабильности в высокотемпературных режимах (например, те же источники бесперебойного питания и системы хранения энергии).


NMC | Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные с катодом LiNiMnCoO2

Наиболее сбалансированный по характеристикам материал с относительно высокой ёмкостью (примерно, как у LCO без графита на аноде) и уравновешенными свойствами безопасности, мощности, стоимости и долговечности.


Наиболее распространённая формула катодного материала: 33% никеля + 33% марганца + 33% кобальта (или 1:1:1). В маркировке может добавляться трёхзначная цифра, обозначающая как раз это соотношение (например, NMC 333 или NMC 811).


NCA | Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные с катодом LiNiCoAlO2

Литий-ионные аккумуляторы с маркировкой NCA особенно востребованы в электротранспорте из-за лучшего сочетания характеристик энергоёмкости (лучше всех в Li-Ion) и долговечности.


Основной недостаток — высокая цена. Также бОльших усилий относительно других электрохимических систем требует контроль заряда, разряда, температуры.


LMO | Литий-марганцево-оксидные с катодами LiMn2O4 и Li2MnO3

Литий-марганцевая шпинель на катоде LMO обеспечивает литий-ионному аккумулятору высокую термическую стабильность, сравнительно высокую ёмкость и низкую себестоимость.


Подвержен быстрому старению и разрушению при перегреве выше 60°C. На исправление недостатков направлены усилия по усовершенствованию гетероструктуры, чтобы предотвратить воздействие высокоактивного электролита на катод при эксплуатации и в моменты нагрева.


LTO | Литий-титанат-оксидные с анодом Li4Ti5O12

При безупречных характеристиках безопасности, долговечности, температурной стойкости (эффективнее других в морозы -30°C) и при высоком токе разряда (в десять раз превышает его ёмкость, то есть «10C»), быстрой зарядке, напряжении всего ~1,8-2,8В литий-титанат невероятно дорогой и обладает относительно невысокой ёмкостью.


Считается многообещающей и перспективной технологией с точки зрения скорости усовершенствования производственных линий (удешевление продукции) и улучшения электрохимических процессов (увеличение ёмкости). Используется сейчас в основном в силовых агрегатах (например, электропоезда, водный и спецтранспорт) и в энергонакопителях (аккумуляция энергии от возобновляемых источников и аварийное питание).


Следует сказать, что на этих электрохимических системах разновидности аккумуляторов и маркировки Li-Ion не заканчиваются. Каждый год появляются новые типы катодов и анодов, разрабатываются добавки в целях улучшения характеристик технологии.


Основное препятствие на пути к массовому распространению и коммерциализации инновационных литий-ионных элементов — дороговизна производства чего-то «необкатанного». Ещё осложняет внедрение усовершенствованных катодов отсутствие заметного прогресса в электролитах (очень часто многообещающие изобретения откладывают до лучших времён, когда появится подходящий электролитический материал).


Типы литий-ионных аккумуляторов — как разбираться в маркировке по типам литий-ионных батарей

А что с литий-полимерными аккумуляторами?

Литий-полимерный аккумулятор (Li-Polymer Battery, LiPo) назван как раз по электролиту нового типа. В теории подразумевается, что внутри такой ячейки настоящий твердотельный полимерный электролит на основе органической химии.


Вот только в реальном мире истинных Li-Polymer практически не существует.


Тогда что такое литий-полимерный аккумулятор на практике?

Под литий-полимерной чаще всего понимают гибридную LCO-батарею. У неё будет пластиковый сепаратор и так называемый «гелевый твёрдый» полимерный электролит.


То есть на практике Li-Polymer — это та же самая распространённая литий-кобальтовая ячейка с графитовым анодом и незначительно усовершенствованной (а зачастую даже удешевлённой) конструкцией.


С микропористым гелевым электролитом вместо пористого сепаратора вы можете создавать аккумуляторы в более изощрённых формах, компактнее размещать контроллер или изгибать. Это способствует, например, увеличению ёмкости или добавлению большего числа компонентов при сохранении прежних габаритов ячейки.


Нередко производители в маркетинговых целях называют литий-ионным полимерным (Li-Ion Polymer Battery), например, обыкновенный литий-кобальтовый аккумулятор. У него жидкостный электролит, пористый сепаратор — ничего в конструкции не изменено. Но всё это просто заключено в полимерную оболочку (полимерный ламинат или ячейка-пакет «pouch-bag»).


То есть маркетинговое обозначение «Li-Polymer» (LiPo, LiPoly, Li-Po, Li-Poly) порой не имеет отношения даже к хотя бы гелевому электролиту, не говоря уже о редком семействе твердотельных истинных Li-Polymer.


***

Надеемся, что вам теперь легче ориентироваться в мире литий-ионных аккумуляторов.


Источники для самостоятельного изучения:



Логотип компании «Неовольт»

Пишите вопросы в комментарии. Оставляйте замечания, если что-то непонятно, чтобы мы могли сделать статью максимально простой для всех и каждого.


Подпишитесь на нашу группу ВКонтакте @NeovoltRu, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.



Оставить комментарий

Комментарий: *
Имя: *
E-mail: * (Не публикуется)
Вебсайт: (url сайта сhttps://)
Обязательные поля помечены *