EN
Цахилгаан төхөөрөмжүүд илүү үр дүнтэй, багасгасан хэмжээтэй, найдвартай цахилгаан эх үүсвэр шаардаж байгаа тусам литийн полимерийн батерей болон уламжлалт литийн ион батерей хоёрын хоорондын яриа ихээхэн чухал болсон. Эдгээр батерейн хоёр төрөл нь литийн ион химийг ашигладаг боловч бүтээц, гүйцэтгэлийн онцлог, хэрэглээний хувьд томоохон зөрүүтэй байдаг. Эдгээр зөрүүг ойлгох нь үйлдвэрлэгчид, инженерүүд болон хэрэглэгчдэд өөрсдийн шаардлагад нийцсэн цахилгаан хангамжийн шийдлийг зөв сонгоход тусална.
Эдгээр технологийн үндсэн ялгаа нь электролитын найрлага болон салгагч материалаас үүдэлтэй. Литийн ион батерей нь шингэн электролит шингэнийг ашигладаг бол литийн полимерийн батерей технологи нь хатуу эсвэл жели-төст полимер электролитыг ашигладаг. Энэхүү бүтцийн ялгаа нь гүйцэтгэл, аюулгүй байдал, үйлдвэрлэлийн уян хатан чанар, зардалд нөлөөлж, янз бүрийн хэрэглээнд тохирох чанарыг нь шийдвэрлэдэг.
Барилгын болон загварын ялгаа
Электролитын технологи
Литийн полимерийн батарейн систем болон хэвийн литийн ион батарей хоёрын хоорондын үндсэн ялгаа нь тэдгээрийн электролитын найрлага дахиндаг. Хэвийн литийн ион батарейнууд нь органик уусгагчид ууссан литийн давсууд агуулсан шингэн электролитыг ашигладаг. Эдгээр шингэн электролитууд батарейн бүрхүүлийг найдвартай байлгах шаардлагатай бөгөөд батарейн хальс гэмтвэл цацрагдах эрсдэл үүсгэдэг.
Үүний эсрэгээр, литийн полимерийн батарей нь шингэнийг агуулах шаардлагыг арилгасан хатуу эсвэл хагас хатуу полимерийн электролитуудыг ашигладаг. Полимерийн матриц нь хатуу полимерийн электролит эсвэл полимерийн хүрээнд зарим шингэн бүрэлдэхүүн хэсгийг агуулсан гел полимерийн электролит байж болно. Энэ дизайн нь бүтцийн найдвартай байдлыг сайжруулж, электролит цацрах эрсдэлийг бууруулдаг.
Полимерийн электролитийн систем нь илүү хатан бус сав баглах боломжийг бас олгоно. Шингэн агуулах шаардлагагүй тул литийн полимерийн батерейн загварчлал нь хатуу металл хальсны оронд нарийн, хатан бус пакетыг ашиглах боломжтой. Энэхүү хатан бус байдал нь төхөөрөмжийн загварчлал, интеграцчлалд шинэ боломжуудыг нээж өгдөг бөгөөд ялангуяа зайны хязгаарлалт, хэлбэр гэх мэт хүчин зүйлс чухал үед тус тус тохиромжтой.
Салгагчийн технологи
Литийн полимерийн батерейн салгагчийн технологи нь уламжлалт хандлаганаас значительнаар ялгаатай. Хэвийн литий-ион батерейнууд анод ба катодын хооронд нэвтрүүлэх чадвартай полимерийн мембрануудыг салгагчийн хэлбэрээр ашигладаг. Эдгээр салгагчид нь ионуудын урсгалыг зөвшөөрөх үедээ бүтцийн бүрэн байдлыг хадгалах ёстой бөгөөд энэ нь хил хязгаарын нөхцөл байдлын дор тулгардаг асуудал болдог.
Литийн полимерийн батарейн технологи нь салгагчийн үйлдлийг шууд полимерийн электролитийн системд интеграцчихдаг. Энэхүү нэгтгэсэн арга нь тусдаа салгагчийн материал шаардлагагүй болгох ба батарейн бүтцийн нийт хэмжээний нарийн төвөгшлөлийг бууруулдаг. Полимерийн матриц нь электролитийн орчин болон цахилгаан хязгааруудын хоорондох физик саад гэсэн хоёр үүрэгтэй.
Энэхүү нэгтгэсэн загвар нь гэмтэх боломжтой тусдаа хэсгүүдийн тоог багасгаж, аюулгүй байдлыг сайжруулахад хувь нэмэр оруулдаг. Полимерийн матриц нь дотоод богино холболт үүсэх магадлалыг бууруулан, ердийн салгагчид гэмтэл гарах эсвэл муудах үед үүсдэг дотоодын богино холболтыг багасгадаг тул өөрөө стабиль чанартай байдаг.
Амьдралын үзүүлэлтүүд
Энергийн нягтын харьцуулалт
Литийн полимерийн батарейн технологийг традицийн литийн ионийн батарейтэй харьцуулахад энерги нягт нь шийдвэрлэх чухал үзүүлэлт юм. Одоогийн үед литийн ионийн батарей нь ашигладаг химийн бүрдэл, бүтээцээс хамааран ихэвчлэн килограммд 150-250 ватт-цаг энергийн нягттай байдаг.
Зохион байгуулалт сайтай литийн полимерийн батарей нь өргөн тохиолдолд килограммд 130-200 ватт-цаг энергийн нягттай болж чадна. Энэ нь сул талтай мэт харагдаж болох ч, полимерийн технологийн сав баглах ачихуйн үр дүнтэй байдлыг харгалзан үзвэл энергийн нягтын зөрүү багасдаг.
Литийн полимерийн батарейн системийн уян хатан баглах чадвар нь төхөөрөмжүүдийн доторх зайг илүү үр дүнтэй ашиглах боломжийг олгоно. Уламжлалт хатуу батарейн хайрцгууд нь геометрийн хязгаарлалтаас үүдэн ихэвчлэн хоосон зай үүсгэдэг бол уян полимерийн батарейнууд хэрэгтэй зайг илүү үр дүнтэй дүүргэж чадна. Энэхүү баглах үр ашгийг олон хэрэглээний хувьд энерги нягтралын бага давуу талаар нөхөж чадна.
Эрчим хүчийн гаргах нэгжийн үзүүлэлт
Литийн полимерийн батарейн загварууд болон уламжлалт литийн ионийн технологиудын хүчний гаралтын чадавхууд нь ихээхэн ялгаатай байдаг. Полимерийн электролитийн систем нь ерөнхийдөө шингэн электролитийн системтэй харьцуулахад дотоод эсэргүүцэл өндөр байдаг бөгөөд энэ нь хамгийн өндөр цахилгааны гаралтын чадварыг хязгаарладаг.
Гэхдээ дэвшилтэт литийн полимерийн батарейн найрлага нь полимерийн хими, электродын загварчлалыг сайжруулах замаар эдгээр хязгаарлалтуудыг ихэвчлэн шийдвэрлэж чадсан. Орчин үеийн полимерийн батарейнууд нь өндөр ачаалал үед илүү сайн дулааны тогтвортой байдлыг хадгалж байх үедээ литийн ион батарейтэй ойролцоо чадал нягтрал өгч чаддаг.
Литийн полимерийн батарейн цахилгааныг нийлүүлэх чанар нь янз бүрийн температурын хүрээнд илүү тогтвортой байдаг. Хатуу юмуу хагас хатуу электролитийн систем нь шингэн электролиттой харьцуулахад ионы дамжуулах чанарыг илүү тогтвортой байлгадаг бөгөөд шингэн электролит нь температур өөрчлөгдөхөд гүйцэтгэлийн ихээхэн хувирал үзүүлдэг.
Аюулгүй байдал ба найдвартай ажиллагааны хүчин зүйлс
Термийн тогтвортой байдал
Аюулгүй байдлын талаарх авч үзэл нь батарей сонгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд литийн полимерийн батарейн технологи энэ хувьд хэд хэдэн давуу талуудыг санал болгодог. Хий болон желе мэт полимерийн электролитийн систем нь экстремаль нөхцөлд дулааны зөрчилдөөнд ордог шингэн электролитийн системтэй харьцуулахад анхнаасаа л илүү сайн дулааны тогтвортой байдлыг хангана.
Шингэн электролит ашигласан уламжлалт литийн ион батерейнуудыг гэмтээвэл эсвэл илүүтэй цэнэглэвэл температур хурдан нэмэгдэж, гал авах эсвэл дэлбэрэх аюул гарч болзошгүй. Шингэн электролит дахь органик уусгагчид нь түймэр гаргаж болох чанартай бөгөөд аюулгүй байдлын зөрчилд хүргэж болно. Литийн полимер батерей эдгээр эрсдэлийг шатах шингэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг арилгаснаар бууруулдаг.
Литийн полимер батерейн системийн полимер матриц нь батерейн бүрхэвч гэмтсэн тохиолдолд идэвхт материалуудыг илүү сайн агуулах боломжийг олгодог. Зууралдах, тархах шинж чанартай шингэн электролитуудтай харьцуулахад полимер электролит нь ихэвчлэн батерейн бүтцэд хадгалагдаж, гадаад орчинд бохирдох эсвэл аюул учрах магадлалыг бууруулдаг.
Илүүдэл цэнэглэлтээс хамгаалах
Литийн полимер батерейн систем ба уламжлалт литийн ион технологийн хооронд цэнэгийг илүүтэй цэнэглэхээс хамгаалах механизм ялгаатай байдаг. Полимер электролитийн систем нь химийн найрлага болон физик шинж чанараараа цэнэгийг илүүтэй цэнэглэх нөхцөлд зарим хамгаалалтыг байестой олгодог.
Литийн полимер батарей дараалан цэнэглэгдэх нөхцөлд орвол, полимер электролит нь гүйдлийн урсгалыг хязгаарлан, аюултай температурын нэмэгдэлээс сэргийлдэг нягтруулсан задралд орж болно. Энэ шинж чанар нь ийнхүү ийм байдалд өөрөө хамгаалах механизмыг агуулдаггүй шингэн электролит системүүдтэй харьцулахад нэмэлт аюулгүй байдлын ачааллыг бий болгодог.
Гэсэн хэдий ч аль ч технологийн хувьд бүх нөхцөлд аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд зохистой батарейн удирдлагын системүүд шаардлагатай үлдэх юм. Литийн полимер батарейн технологийн илүүдэл аюулгүй байдал нь тохиромжтой электрон хамгаалалтын системийг орлохгүйгээр түүнийг нэмж туслах ёстой.
Үйлдвэрлэл ба Зардлын Асуудлууд
Үйлдвэрлэлийн Нарийвчлал
Литийн полимер батарей үйлдвэрлэх процесс нь уламжлалт литий-ион батарейн үйлдвэрлэлээс ихэвчлэн ялгаатай байдаг. Полимер электролит систем нь шингэн электролитын оронд хатуу эсвэл хагас шингэн материалтай ажиллах боломжтой тусгай техник, тоног төхөөрөмжийг шаарддаг.
The литийн полимерийн баттерей үйлдвэрлэлийн процесс нь шингэн электролитийг агуулах шаардлагагүй тул ихэвчлэн бага хэмжээний таглах алхам шаарддаг. Энэ нь зарим үйлдвэрлэлийн талыг хялбаршуулж болох ч полимерийн боловсруулалт, чанарын хяналтанд шинээр дур мэдэл үүсгэж болзошгүй юм.
Лити-полимерийн батерей үйлдвэрлэхэд чанарын хяналтын арга хэмжээ нь полимерийн электролитийн системийн онцлог шинж чанартай нийцүүлэн тохируулах шаардлагатай. Шалгах аргачлал нь полимерийн бүтцийн бүрэн байдлыг, давхаргуудын хоорондын наалдацыг болон шингэн электролитийн системд хамаарахгүй байж болох урт хугацааны тогтвортой байдлыг үнэлэх шаардлагатай.
Эдийн засгийн төлөв
Зардлын хувьд батерейн технологийг сонгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Одоогоор лити-полимерийн батерей үйлдвэрлэх зардал нь тусгай материал, боловсруулах шаардлага, бага хэмжээний үйлдвэрлэл зэрэг хүчин зүйлсийн улмаас уламжлалт лити-ион батерейгаас илүү өндөр байдаг.
Литийн полимерийн батарейн системд ашигладаг полимерийн электролитын материалууд нь ерөнхийдөө шингэн электролитын бүрэлдэхүүн хэсгээс илүү өртөгтэй байдаг. Мөн полимерийн батерей үйлдвэрлэхэд шаардагдах тусгайлан зориулсан үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж болон технологи нь үйлдвэрлэгчдийн анхны капиталын хөрөнгө оруулалтыг илүү их байлгадаг.
Гэсэн хэдий ч литийн полимерийн ба литийн ионийн технологийн хоорондох өртгийн зөрүү нь үйлдвэрлэлийн хэмжээ нэмэгдэх, технологи илүү сайжрах тутам багасаж байна. Полимерийн батерейн баглаа боодлын үр дүнтэй байдлын давуу тал нь зай болон жин чухал байдаг хэрэглээнд мөн зардалын давуу талыг олгох боломжтой.
Ашиглахад зориулсан тохиолдол
Хэрэглэгчийн цахилгаан хэрэгсэл
Хэрэглээний электроник нь литийн полимерийн батерейн технологийн хамгийн том хэрэглээний салбаруудын нэг юм. Полимерийн батерейн хэв маягийн хязгаарлалт чухал байдаг гар утас, планшет, ноутбук, өмсдөг төхөөрөмж зэрэг төхөөрөмжүүдэд тохирох зориулалтаар түүний нумших чадвар, нимгэн бүтэц маш тохиромжтой.
Ухаалаг утасны хэрэглээнүүдэд литийн полимерийн батарей цилиндрийн эсвэл призм хэлбэртэй хатуу литийн ион бөмбөлгөөс илүү өнцгийн дүрсийг дагаж чаддаг бөгөөд зайг илүү үр дүнтэй ашиглах боломжийг олгодог. Энэхүү уян хатан чанар нь төхөөрөмжийн загварчлагчдад дотоод байршлыг сайжруулах, батарейн багтаамжийг алдалгүйгээр нимгэн хэлбэртэй болгох боломжийг олгоно.
Зүүлт зүйлс ялангуяа хөнгөн жинтэй, муруй гадаргууд нийцэж чадах уян хатан цахилгаан эх үүсвэрийг шаарддаг тул литийн полимерийн батарейн технологийн давуу талаар ихээхэн ашигтай. Полимерийн электролит системийн аюулгүй байдлын давуу тал нь батарей хэрэглэгчид ойр байрлах зүүлт зүйлсийн хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой.
Аж ахуйн, зориулалтын ашиглалт
Литийн полимерийн батарейн технологийн үйлдвэрлэлийн хэрэглээ технологийн зрэлтийн хамт өргөжих явдал бөгөөд өртөг буурч байна. Медицин хэрэгслүүд, нисэх онгоцны системүүд, тусгай зориулалтын үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжүүд полимерийн батарейн онцлог давуу талаар ашиглаж байна.
Шилжүүлэн суулгах багаж болон гар утасны анагаахын тоног төхөөрөмжид литийн полимерийн цахилгаан батерейн системийн аюулгүй байдлыг сайжруулсан нь ихээхэн ач холбогдолтой. Цахиурлагчийн хуулбар шингэний гоожилтын бага эрсдэл, дулааны тогтвортой чанарыг сайжруулах нь найдвартай ажиллах шаардлагатай имплантат эсвэл зөөврийн анагаахын тоног төхөөрөмжид ялангуяа чухал.
Нисэх онгоцны салбарт литийн полимерийн цахилгаан батерейн технологийн жин хөнгөн байдал, баглах савлалтын уян хатан чанарыг ашигладаг. Онгоц эсвэл огторгуйн хөлөгт байгаа зайг үр дүнтэй ашиглах зорилгоор цахилгаан батерейг өөр өөр хэлбэрт оруулах боломж нь хуучин хатуу цахилгаан батерейн хэлбэртэй харьцуулахад дизайн хувьд томоохон давуу талыг олгоно.
Ирээдүйд хөгжих хандлага
Технологийн хөгжил
Литийн полимерийн цахилгаан батерейн үзүүлэлтийг сайжруулах, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах зорилгоор судалгаа шинжилгээний ажил хийгдэж байна. Хөгжүүлэн буй полимерийн химийн технологи нь ионлог дамжуулах чадварыг сайжруулах зэрэгцээ хатуу электролит системийн аюулгүй байдал, уян хатан чанарыг хадгалж байхад чиглэгдсэн.
Нанотехнологийг нэвтрүүлэх нь лити полимерийн батарейн үзүүлэлтийг сайжруулахын тулд илүүтэй боломжоор хангана. Наноструктурлагдсан электродын материал, полимерийн матрицууд энергиийн нягт, чадал, циклийн амьдралыг сайжруулах боломжийг олгох бөгөөд полимерийн электролитийн системийн үндсэн давуу талуудыг хадгалж чадна.
Хатуу фазын батарейн судалгаа эцэст нь лити полимерийн батарейн технологитой нийлж, дараагийн үеийн цахилгаан эрчим хүчний хадгалалтын шийдлийг бий болгох боломжтой. Эдгээр хосолсон арга замууд технологийн аль алинд нь байгаа сайн талуудыг нэгтгэж, олон талын үзүүлэлтээр илүү өндөр үзүүлэлт гаргах боломжтой.
Зах зээлийн өргөжилт
Үйлдвэрлэлийн зардал буурч, үзүүлэлт сайжирч байгаа нь полимерийн батерейг улам бүр өрсөлдөхүйц болгож, лити полимерийн батарейн зах зээл өргөжсөөр байна. Цахилгаан хөдөлгүүрт машины хэрэглээ нь дэвшилтэт полимерийн батарейн системийн хувьд томоохон өсөлтийн боломжийг олгоно.
Цахим сүлжээний энергийн нөөцлөлтийн хэрэглээнүүд литийн полимерийн батарейн технологийн хувьд аюулгүй байдал, эдлэх хугацаа болон орчин үеийн экологийн тэвчээрт чиглэсэн байх шаардлагаас шалтгаалан шинэ боломжуудыг бий болгох болно. Полимерийн электролит системийн иргэх аюулгүй байдлын давуу тал нь томоохон хэмжээний энергийн нөөцлөлтийн суурилуулгаас хувь нэмрээ ихээр оруулна.
Зүйлсийн интернэт, өөрөө удирдагдах систем, сэргээгдэх энергиийг нэгтгэх зэрэг шинэ хэрэглээнүүд литийн полимерийн батарейн технологийн тасралтгүй хөгжилд түлхэц үзүүлэх магадлалтай. Эдгээр хэрэглээнүүд нь ихэвчлэн полимерийн батарейн чадавхид тохирсон онцгой хэлбэр, аюулгүй байдлын шаардлагыг шаарддаг.
Түгээмэл асуулт
Литийн полимер ба литийн ион батарейн хоорондын гол ялгаа юу вэ
Үндсэн ялгаа нь ашигладаг электролитийн системд оршдог. Литийн ион батерейнууд шингэн электролит ашигладаг бол литийн полимер батерейн технологи хатуу эсвэл гел мэт полимер электролит ашигладаг. Энэхүү үндсэн ялгаа нь аюулгүй байдал, уян хатан байдал, үйлдвэрлэлийн процессыг болон гүйцэтгэлийн онцлогийг нөлөөлдөг. Полимер батерейнууд нь цацрагдаж зууралдах эрсдэлийг багасгаснаар илүү сайн аюулгүй байдлыг санал болгодог бөгөөд илүү уян хатан байгууламжийн дизайн боломжийг олгодог бол, харин стандарт литийн ион батерейнууд ихэвчлэн илүү өндөр энергиийн нягтралыг бага зардлаар санал болгодог.
Литийн полимер батерейнууд литийн ион батерейнаас илүү аюулгүй юу
Тийм, литийн полимерийн батарейн системүүд нь ерөнхийдөө уламжлалт литийн ион батарейгаас илүү сайн аюулгүй байдлыг санал болгодог. Хатуу эсвэл хагас шингэн полимерийн электролит нь электролитийн зууралтын эрсдлийг арилгадаг бөгөөд дулааны удирдлага алдагдах үзэгдлийг багасгадаг. Батарей гэмтсэн тохиолдолд полимерийн матриц нь идэвхт материалуудыг илүү сайн агуулж чаддаг бөгөөд илүү тогтвортой дулааны онцлогийг санал болгодог. Гэсэн хэдий ч ашиглаж буй технологийн талаар үл хамааран зөв батарейн менежментийн систем нь аюулгүй ажиллагааг хангахад үүрэгтэй.
Аль батарейн төрөл илүү их хугацаагаар ажиллах вэ
Батарейн амьдралын хугацаа нь ашиглалтын байдал, цэнэглэх арга зүй, орчны нөхцөл зэрэг олон хүчин зүйлсээс хамаарна. Орчин үеийн лити полимер батарейн загвар нь ихэвчлэн 300-500+ цэнэглэлтийн мөчид хүрдэг лити-ион батарейтэй төстэй мөчлөгийн амьдралыг олж авах боломжтой. Полимер батарей дахь хатуу электролитийн систем нь ялангуяа температур өөрчлөгдөх орчинд илүү тогтвортой ажиллагааг хугацааны турш хангаж чаддаг. Батарейн менежмент болон зөв ашиглалтын арга зүй нь технологийн сонголтоос илүү ихээр амьдралын хугацаанд нөлөө үзүүлдэг.
Яагаад лити полимер батарейнууд илүү үнэтэй вэ
Литийн полимерийн батарей үйлдвэрлэх өртөг өндөр байх нь тусгай олон-элементийн электролит материалаас гадна онцлог үйлдвэрлэлийн технологи, литий-ионийн батарейн баталгаажсан технологитой харьцуулахад үйлдвэрлэлийн хэмжээ бага байх зэрэг хэд хэдэн хүчин зүйлээс шалтгаалдаг. Мөн полимерийн батарейн уян хатан сав баглах систем болон чанарын хяналтын шаардлагууд нь үйлдвэрлэлийн зардлыг нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн хэмжээ томрох, технологи сайжрах тутам эдгээр батарейн өртөг буурч, илүү өргөн хүрээний хэрэглээнд эдийн засгийн хувьд илүү боломжтой болож байна.
