Есть ли отличия литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов при выборе телефона или ноутбука, что лучше?
Существует много типов аккумуляторов в электронике. Когда дело доходит до выбора смартфона или ноутбука, то мы сталкиваемся с двумя основными обозначениями:
- • литий-ионный (Li-ion / Liion),
- • литий-полимерный (LiPo / Li-Po / Li-Pol / Li-Polymer).
Смартфоны, планшеты и ноутбуки прочно вошли в нашу жизнь. Мы полагаемся на них, чтобы оставаться на связи и продуктивно работать. Поэтому важно знать, что когда вы покупаете одно из этих устройств, батарея внутри прослужит долго.
Какой бы тип батареи не был указан — Li-ion или Li-Pol — это мало повлияет на общее время работы или характеристики устройства.
Литий-ионный или литий-полимерный?
Обычный человек скорее всего не заметит никакой разницы между литий-ионными и литий-полимерными батареями, когда использует их. Однако разница есть.
Литий-полимерные аккумуляторы, которые доступны в продаже, истинно не являются твердотельными или «сухими».
Твердотельные Li-Polymer производят в небольшом количестве. Изготавливать их сложно из-за дорогостоящей технологии твердотельного электролита. Купить в розницу практически невозможно.
Сухие Li-Polymer практически вообще не заказывают для электроники. Сейчас их изготавливают редко. Этот тип полимерного электролита разработан в 1970-х, но так и не стал востребован из-за высокого внутреннего сопротивления ячеек и высокотемпературного режима работы.
«Литий-ионный полимерный» аккумулятор (Li-ion-Polymer) — что это такое?
В любом современном устройстве применяется не истинный Li-Polymer, а выполненный в «мягкой» оболочке с немного изменённым гелеобразным электролитом литий-ионный аккумулятор. Для правильного обозначения используются особые аббревиатуры.
Завидев надпись «Li-ion Polymer», многие пользователи поневоле впадают в ступор.
Мы рассказывали, что так делает компания Apple при печати стикеров на ячейки для iPhone. Также «литий-ионным полимерным» обозначают аккумуляторы Xiaomi, Huawei и других производителей.
Делать выбор, какую технологию применить в смартфоне, планшете, ноутбуке должны инженеры и разработчики электроники. И уж точно никак не простые люди.
Поэтому никто в корпорациях не заботится о каких-то удобных маркировках или маркетинговых пояснениях «что лучше».
И всё же мы постарались объяснить, исходя из каких соображений в одних моделях ставят Li-ion, а в других Li-Polymer.
Литий-ионный (Li-ion)
Литий-ионные аккумуляторы по статистике стали самыми распространёнными в мире [Marketquest, март 2022]. Сочетание цены, ёмкости и срока службы делают их очень выгодными для корпораций и промышленности.
Плюсы* литий-ионной (Li-ion) батареи
- + Лучше соотношение цены и ёмкости;
- + Стоимость ниже при небольших партиях;
- + Безопаснее извлекать и перевозить (твёрдый корпус);
- + Дольше не изнашиваются (защищены от повреждений);
- + Стандартизация (серия одних размеров и форм).
Минусы* литий-ионной (Li-ion) батареи
- - Сложно и дорого изготовить нестандартные формы;
- - Тяжёлые и занимают больше места внутри гаджетов;
- - При повреждении вытекает жидкостный электролит;
- - Сильнее зависимость от качества изготовления (корпус, защита).
* - в сравнении с Li-Polymer, когда как плюсы и минусы литий-ионной технологии как таковой мы рассматривали в отдельной статье.
Где используются
Производители выбирают традиционные ячейки Li-ion для большинства портативных электронных устройств («приложений»):
- • смартфоны и планшеты;
- • ноутбуки;
- • источники бесперебойного питания;
- • гаджеты (от смарт-часов и повербанков до приборов «умного дома»);
- • электроинструмент (аккумуляторная дрель, шуруповёрт, пила);
- • бытовые приборы (роботы-пылесосы, триммеры, зубные щётки);
- • медицинское и промышленное оборудование (подробнее).
Особенности
У ячеек Li-ion жёсткий прочный (пластиковый или металлический) корпус (призматический или цилиндрический). Конструкция выполнена так, чтобы ячейки было безопасно извлекать и перевозить.
Внутри элемента помимо анода, катода и (не всегда) контроллера размещён жидкостный электролит. Обычно в виде литиевой соли в органическом растворителе. Электролит помогает проводить электричество между электродами (подробнее о конструкции).
Литий-полимерный (Li-Po / Li-Pol / Li-Polymer)
Литий-полимерные батареи новее литий-ионных и имеют мягкий пластичный корпус (pouch-cell). Они легче, компактнее с более высокой плотностью энергии за счёт тесного размещения комплектующих.
Плюсы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Pol) батареи
- + Вариативные формы вплоть до Г-образных или изгибаемых;
- + Любые размеры вплоть до самых маленьких (меньше миллиметра);
- + Даже сложные формы и размеры окупаются при больших партиях;
- + Уменьшенный вес за счёт отсутствия твёрдой оболочки;
- + Незначительно безопаснее (электролит загущён).
Минусы литий-полимерной (Li-Poly/Li-Pol) батареи
- - Выше стоимость производства особенно небольших партий;
- - Незначительно хуже соотношение цены и ёмкости;
- - Быстрее изнашивается в съёмных и подвижных конструкциях;
- - Трудно стандартизировать, когда большие партии выгоднее;
- - Опаснее при перевозке в открытом виде (тонкий корпус).
Где используются
Для портативных устройств, таких как смартфоны и ноутбуки, иногда оптимальнее выбирать форм-фактор pouch-cell, в котором изготавливают только ячейки Li-Polymer. По этой же причине всё чаще они размещаются в таких приложениях, как электроинструмент и электромобили.
Особенности
Литий-полимерные аккумуляторы несколько лет назад были распространены значительно меньше традиционных литий-ионных. Их дороже производить, сложнее обеспечить безопасную перевозку из-за мягкого незащищённого корпуса, большие партии обходятся дороже в сравнении с традиционными литий-ионными ячейками.
Раньше их применяли в основном в радиоуправляемых моделях, квадрокоптерах, в очень маленьких гаджетах (вроде фитнес-браслетов или электронных сигарет). Сегодня Li-Polymer встречаются уже по всему списку приложений Li-ion (который мы указали выше). Их иногда помещают в жёсткие корпуса, они становятся доступнее и по цене.
Отличия литий-ионного от литий-полимерного аккумулятора
Во всех известных смартфонах, планшетах, ноутбуках, смарт-часах и других портативных гаджетах наиболее подходящий тип аккумулятора рассчитывается на этапе проектирования.
Химическая разница Li-ion и Li-Pol:
- • в поверхностных материалах катода и анода (например, выдерживают более высокие нагрузки как в LiHV-ячейках под RC-модели и квадрокоптеры);
- • в сепараторе (разделитель, который в Li-ion пропускает ионы, а в Li-Polymer пропитывается жидкостным электролитом);
- • в добавках электролита (присадки).
Другими словами, вся химическая разница между литий-ионными и литий-полимерными батареями обычно заключается в типе используемого электролита:
- • литий-полимерные батареи содержат микропористый гелевый электролит вместо пористого сепаратора, как в литий-ионных;
- • литий-ионные батареи требуют жёсткого корпуса для сжатия электродов, в то время как литий-полимерные батареи используют ламинированные листы, которые не нуждаются в сжатии.
Для пользователя Li-Polymer — это тоже самое, что и Li-ion
В «Battery University» (база знаний об аккумуляторах от международного инженерного сообщества) говорится, что в современных гаджетах практически не встречаются литиевые батареи на основе полимера. Нам предлагают литий-ионные полимерные батареи, в которых применяется ламинированная оболочка вместо жёстких корпусов, как у обычных литий-ионных батарей.
Применение Li-Polymer позволяет устанавливать аккумуляторы в более изощрённых формах, компактнее размещать контроллер. Например, так увеличивают ёмкость или добавляют больше компонентов при сохранении прежних габаритов (смартфон остаётся тонким, но больше держит заряд и предлагает ещё одну камеру).
Что лучше: литий-ионные или литий-полимерные?
Аккумулятор в вашем смартфоне, планшете или ноутбуке не будет работать на два часа дольше или служить на один год больше только потому, что на его корпусе написано «Li-Ion» или «Li-Polymer» (или вообще «Li-ion-Polymer»).
Это куда важнее сказывается на общей автономности мобильного гаджета, чем тип элемента.
Литий-ионный и литий-полимерный — это один и тот же тип аккумуляторов. Они могут иметь одинаковое время работы и характеристики. Лишь по-разному изготовлены ввиду предпочтений или ограничений производителя (сроки, бюджет, настроенные конвейеры).
Например, чтобы компактнее разместить внутри смартфона аккумулятор, Apple и Samsung делают его форму Г-образной. Такой фокус проще исполнить с Li-Polymer.
Но так делать дорого. Дизайн подходит в целом для топовых, дорогих и одновременно популярных моделей.
В гаджетах попроще с универсальными батареями изготавливают большие партии недорогих Li-ion в жёстких корпусах, которые к тому же и безопаснее перевозить. Они ничем не хуже, но с дизайном, как у флагманских тонких моделей, уже не разгуляешься.
Производители гаджетов вообще не любят об этом распространяться, потому что сложно объяснить и доказать (ведь даже на простую разницу Li-ion и Li-Polymer мы истёрли клавиатуру).
Ответы Neovolt на вопросы по Li-ion и Li-Pol-аккумуляторам
Наша компания Neovolt разрабатывает и производит широкий ассортимент литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов для различных областей применения. Мы попросили инженерный отдел ответить на самые часто задаваемые вопросы (в стиле ЧАВО/FAQ по Li-ion и Li-Pol).
***
Так что не беспокойтесь об отличиях литий-ионной и литий-полимерной батареи, когда покупаете новое устройство. Вы получите одинаково отличный аккумулятор, несмотря ни на что!
А если нет, то напишите нам — мы поможем подобрать новый.
Лучше остановлюсь на устаревшем типе (Li-lon). У меня powerbank был с батареей (Li-pol),изначально она не показывала своих навыков и не заряжал телефон полностью (3360 маh), при том, что power bank был рассчитан на 5000 mah. Через пол года с ним начались проблемы. Батарея (Li-pol) уменьшала свой обьем заряда, нагревалась при зарядке телефона а потом и вовсе однажды сожгла телефон. Через неделю после проишествия - батарея (Li-pol) вздулась
Скорее это проблема качества, а не типа.
До сегодняшнего дня думал,заказать с алиэкспресс корпус для повербанка и 4 аккумулятора формата 18650. Но вот сегодня узнал про Li Po аккумуляторы, и я на них смотрел и раньше но пренебрежительно. Аккумулятор в пакете. Но начал интересоваться, оказывается,что если ставить в повербанк аккумуляторы LI PO то между ними должна быть калибровка, и если заряжать их другими зарядниками,то нужно делать калибровку. Всё делается в Китае. И по отзывам слышно,что у одних это всё работает,а у других нет. И про LI po говорят что его нужно прокачать,несколько раз разрядить и зарядить. Остановлюсь пожалуй на аккумуляторах формата 18650, их и поменять несложно. А 4 штук хватит что б зарядить мой смарт 4 раза.
Здравствуйте Чтобы дольше проработала любая аккумуляторная сборка нужно ставить контроллер с балансировкой. И разницы между 18650 или полимерный в этом плане нет, полимер удобнее монтировать (только пайка).
полимер Г*О хоть и легче, боится падений, не долговечен, много брака, раздувает корпуса !!! берите только старый добрый литий проверенный временем!!!!!! тоже самое батарейки аккумуляторные
Здравствуйте. Всё зависит от того, о какой электрохимической системе идёт речь. В контексте этой статьи речь о призматических и pouch-cell LCO-ячейках (как в мобильной электронике) с рабочими напряжениями 3,0-4,2В. Использование Li-Pol сопряжено с теми же самыми проблемами, с которыми приходится сталкиваться пользователям Li-ion: перезаряд, чрезмерный разряд, перегрев и внутренние короткие замыкания. По сравнению с обычными литий-ионными батареями, батареи традиционного литий-полимерного типа (которые на самом деле литий-ион-полимерные) могут изготавливаться с более широким диапазоном удельной плотности энергии (Вт·ч/кг) и удельной плотности мощности (Вт/кг). То есть LiPo проще применять в различных форм-факторах и устройствах, включая, например, смартфоны с двухэлементной батареей. И литий-ионные, и литий-полимерные аккумуляторы могут расширяться при высоких уровнях перезарядки из-за испарения электролита. Испарение электролита может привести к расслаиванию, ухудшению контакта между внутренними слоями элемента, снижению надежности и срока службы. Это расширение может быть особенно заметным для Li-Pol аккумуляторов, которые могут буквально раздуваться. Это также может привести к структурным повреждениям хост-системы. У традиционных батарей Li-ion в призматических корпусах есть клапан выпуска таких газов, они не раздуваются, но это не значит, что они в этот момент меньше изношены, чем Li-Pol.
Если не такая большая разница, то почему почти все модели повербанков используют именно литий полимер? Купил себе недавно банку от базеус на 20 000, но теперь прочитав что литий полимер хуже даже не знаю что и сказать. С другой стороны у меня сяоми редми 5 как раз, скоро 5 лет, смарту будет, зарядку конечно держит не так как в начале, но пока ещё на использование в течении дня разговоров и разных ватсапов - вайберов пока хватает.
Здравствуйте. Не все модели повербанков используют «литий-полимер», как Вы говорите. Это неправда. Во многих моделях внешних аккумуляторов внутри установлены цилиндрические литий-ионные элементы питания INR/ICR с жидкостным электролитом. Ещё одна правда — литий-полимерные аккумуляторы не хуже. Выбор типа химии возложен на производителя конкретного устройства. И если в корпусе повербанка инженер хочет разместить больше ёмкость, то его выбор будет склоняться к более компактному форм-фактору pouch-cell — в виде блестящего полимерного «пакета», внутри которого намотаны слои электродов и пропитанного загущенным электролитом сепаратора. Этот форм-фактор позволяет разместить внутри компактного корпуса повербанка электрохимическую систему большей ёмкости, чем в тех же цилиндрических элементах. Например, по этой причине многие производители смартфонов применяют литий-полимерную электрохимическую систему (Li-ion-Polymer), о которой Вы как раз и говорите. Оба типа батарей не исключают друг друга и взаимозаменяемые. Просто они могут быть эффективнее в разных ситуациях. Мы надеемся, что это поможет прояснить путаницу.