li-ion vs. lithiumová batéria

Líthiové batérie a líthium-ionové batérie sa často zamieňajú, pretože ich názvy znejú veľmi podobne. Avšak nie sú to rovnaké veci.

Jednoducho povedané, líthiová batéria zvyčajne označuje primárnu, nenabíjateľnú batériu, zatiaľ čo líthium-ionová batéria je nabíjateľná a navrhnutá na opakované nabíjanie a vybíjanie.

Tento rozdiel ovplyvňuje spôsob fungovania batérie, jej životnosť, oblasti použitia a tiež spôsob manipulácie s ňou.

Napríklad batéria CR2032 v kľúči od auta je zvyčajne jednorazová líthiová batéria. Batéria vo smartfóne, notebooke, dronovi alebo elektrickom náradí je zvyčajne nabíjateľná líthium-ionová batéria.

Ktorú teda zvoliť? Záleží na tom, ako sa zariadenie bude používať.

Tento sprievodca vysvetľuje hlavné rozdiely medzi líthiovými a líthium-ionovými batériami, vrátane chemického zloženia, možnosti nabíjania, energetickej hustoty, životnosti, aplikácií, bezpečnosti a environmentálneho dopadu.

Čo je to lítiová batéria?

Výraz „líthiová batéria“ sa bežne vzťahuje na primárnu líthiovú batériu.

Tieto batérie sú navrhnuté tak, aby poskytovali energiu, kým sa ich uložená energia nepoužije. Potom sa vymenia namiesto opätovného nabíjania.

Jednou z ich najväčších výhod je dlhá doba skladovania. Mnohé primárne lítiové batérie majú nízku samovybíjanie, čo znamená, že môžu zostať nepoužívané dlhšie obdobie a stále poskytovať spoľahlivú energiu v prípade potreby.

Bežné typy zahŕňajú:

• Lítium-mangán-dioxidové batérie, napríklad CR2032
• Lítium-železo-disulfidové batérie
• Batérie s obsahom titanu,
• Iné špeciálne primárne lítiové články

Typický lítiový mincový článok poskytuje približne 3 V, čo ho robí vhodným pre kompaktné zariadenia, ako sú kľúče od auta, kalkulačky, elektronické váhy, hodinky, meracie prístroje a senzory.

Tcbest dodáva rôzne typy primárnych lítiových batérií pre spotrebnú elektroniku, chytré zariadenia, meracie prístroje, bezpečnostné produkty a priemyselné aplikácie.

Čo je lítium-iontová batéria?

Lítium-iontové batérie fungujú inak, pretože sú navrhnuté na opätovné nabíjanie.

Počas nabíjania a vybíjania sa ióny lítia presúvajú medzi kladnou a zápornou elektródou. Tento reverzibilný proces umožňuje batériu opakovane používať.

Typická lithiová iónová článka obsahuje:

• Kladnú elektródu
• Zápornú elektródu, často z grafitu
• Elektrolyt
• Separátor
• Zberné čopy
• Ochranné komponenty

Mnoho lithiových iónových batériových balíkov obsahuje tiež systém riadenia batérie (BMS), ktorý monitoruje napätie, prúd, teplotu a iné prevádzkové podmienky.

Lithiové iónové batérie sa bežne používajú v:

• Smartfony
• Počítače
• Zariadeniach Bluetooth
• Elektrické náradie
• Drony
• Elektrické bicykle
• Prenosné elektrárne
• Systémy skladovania energie
• Elektrické vozidlá

Tcbest poskytuje tiež lithiové iónové články a prispôsobené batériové balíky pre aplikácie, ktoré vyžadujú dobíjateľný zdroj energie a flexibilné konfigurácie batérií.

Lithiová batéria vs. lithiová iónová batéria: hlavný rozdiel

Najjednoduchší spôsob, ako pochopiť rozdiel, je:

Lítiová batéria: zvyčajne nie je dobíjateľná

Lítio-iónová batéria: je dobíjateľná

Primárna lítiová batéria je navrhnutá tak, aby poskytla uloženú energiu raz.

Lítio-iónová batéria je navrhnutá na opakované nabíjanie a vybíjanie.

Napríklad batéria CR2032 v kľúči od auta môže vydržať niekoľko rokov pred výmenou. Batéria v smartfóne sa však môže nabíjať takmer každý deň.

Obe typy batérií sú užitočné, ale sú navrhnuté pre veľmi odlišné aplikácie.

Ako funguje litiová batéria?

Keď primárna lítiová batéria napája zariadenie, v článku prebieha chemická reakcia.

Elektróny prechádzajú vonkajším obvodom a poskytujú elektrickú energiu, zatiaľ čo ióny sa pohybujú cez elektrolyt vo vnútri batérie.

Počas pokračujúceho vybíjania sa aktívne materiály postupne spotrebúvajú.

Keď sa uložená energia spotrebuje, batéria nemôže bezpečne nájsť späť do svojho pôvodného stavu.

Preto primárne lítiové batérie nesmú byť znovu nabíjané.

Pokúsenie sa znovu nabíjať nelítiovú batériu, ktorú nie je možné nabíjať, môže spôsobiť únik, prehriatie, zvýšenie vnútorného tlaku alebo dokonca požiar.

Pred nabíjaním vždy skontrolujte štítok na batérii.

Ako funguje lítium-iontová batéria?

Lítium-iontové batérie využívajú reverzibilný proces.

Pri nabíjaní batérie sa lítiové ióny presúvajú z kladnej elektródy na zápornú elektródu.

Keď batéria napája zariadenie, presúvajú sa späť smerom ku kladnej elektróde.

Tento presun je možné opakovať mnohokrát.

Lítium-iontové batérie však nevydržia navždy.

Pri každom cykle nabíjania a vybíjania sa v článku vyskytujú malé fyzikálne a chemické zmeny. Postupne sa môže zvýšiť vnútorný odpor a znížiť sa dostupná kapacita.

Toto si môžete všimnúť u staršieho telefónneho akumulátora. Keď bol telefón nový, jedno nabitie mohlo vydržať celý deň. Po niekoľkých rokoch sa možno bude musieť nabíjať častejšie.

Akumulátor stále funguje, ale ukladá menej energie ako predtým.

Ktorý má vyššiu energetickú hustotu?

Primárne lítiové aj lítio-iónové batérie môžu ponúkať vysokú energetickú hustotu, avšak ich výhody sa líšia.

Primárne lítiové batérie sú známe tým, že:

• Dlhá trvanlivosť
• Nízke samovybíjanie
• Ukladajú veľké množstvo energie na jednorazové použitie

To ich robí vhodnými pre zariadenia, ktoré musia dlhodobo fungovať bez pravidelnej výmeny batérií.

Lítio-iónové batérie sú známe kombináciou vysokej energetickej hustoty a možnosti opätovného nabíjania.

To ich robí ideálnymi pre prenosné elektronické zariadenia a vysoce využívané vybavenie.

Preto nie je vždy užitočné sa pýtať, ktorý typ má „vyššiu energetickú hustotu“.

Lepšou otázkou je, či zariadenie potrebuje dlhodobé napájanie v režime pohotovosti alebo opakované nabíjanie.

Životnosť batérie a počet cyklov

U primárnych lítiových batérií sa používatelia zvyčajne zaujímajú o prevádzkovú životnosť a skladovaciu životnosť.

Lítiová batéria v nízkovýkonovom senzore môže fungovať niekoľko rokov, v závislosti od zariadenia a prevádzkových podmienok.

U lítiovo-iónových batérií je dôležitejšia životnosť v cykloch.

Jeden cyklus batérie zvyčajne predstavuje využitie 100 % kapacity batérie.

Napríklad dnešné využitie 50 % kapacity batérie a zajtrajšie ďalších 50 % sa približne rovná jednému úplnému cyklu.

Skutočný počet cyklov závisí od:

• Chémia akumulátora
• Teplota
• Nabíjacie napätie
• Nabíjací prúd
• Výstupný prúd
• Hĺbka vybitia
• Podmienky ukladania
• Kvality batérie

Vysoké teploty sú jednou z hlavných príčin rýchlejšieho starnutia batérií.

Časté hlboké vybíjanie, nadmerné nabíjacie napätie a veľké zaťaženie tiež môžu skrátiť životnosť batérie.

Pri prispôsobených batériových balíkoch je dôležitá aj kvalita článkov, návrh ochrany a správne zhodenie článkov.

Tcbest môže prispôsobiť lítiové batériové balíky podľa požiadaviek na napätie, kapacitu, veľkosť, prúd, konektor a ochranu.

Kde sa používajú lítiové batérie?

Primárne lítiové batérie sú vhodné pre zariadenia, ktoré potrebujú dlhý čas čakania a nevyžadujú pravidelné nabíjanie.

Bežné oblasti použitia zahŕňajú:

• Kľúčom od auta
• Hodinky
• Elektronické váhy
• Kalkulačky
• Inteligentné meracie zariadenia
• Bezpečnostných snímačov
• Zariadenia na diaľkové monitorovanie
• Kamery
• Lekárske zariadenia
• Záložné pamäťové systémy

Kľúč od auta je dobrým príkladom.

Spotrebuje veľmi málo energie, takže pridaním nabíjacích kontaktov by sa návrh stal zbytočne komplikovanejším.

Malá lítiová mincová batéria je oveľa jednoduchšie riešenie.

Rovnaké platí pre diaľkové senzory, ktoré môžu fungovať roky bez pravidelnej údržby.

Kde sa používajú lítiovo-iónové batérie?

Lítiovo-iónové batérie sú vhodnejšie pre výrobky, ktoré sa používajú často.

Bežné príklady zahŕňajú:

• Smartfony
• Počítače
• Bezdrôtová elektronika
• Elektrické bicykle
• Elektrické náradie
• Drony
• Prenosná energetická úložiska
• Priemyselné zariadenia

Smartfón je dobrým príkladom.

Výmena jednorazovej batérie pri každom vybití telefónu by bola nepraktická a drahá.

Prepojiteľná lítiovo-iónová batéria je oveľa praktickejšia.

Drony sú ďalšou bežnou aplikáciou.

Batérie pre drony musia byť relatívne ľahké, ale zároveň musia poskytovať vysoký výstupný prúd. V závislosti od konštrukcie môžu drony využívať batérie typu lithium-ion alebo lithium-polymér.

Spoločnosť Tcbest dokáže poskytnúť prispôsobené nabíjateľné batériové riešenia na základe napätia, kapacity, vybíjacieho prúdu, rozmerov, typu konektora a štruktúry batériového balíka.

Výhody lítiových batérií

Primárne lithiové batérie ponúkajú niekoľko užitočných výhod.

Dlhá trvanlivosť

Pri správnom skladovaní dokážu uchovať energiu po dlhú dobu.

Nízke samovybíjanie

Keď nie sú v prevádzke, stratia relatívne málo náboja.

Kompaktná veľkosť

Lithiové batérie dokážu poskytnúť užitočnú energiu v malom objeme.

Vhodné pre zariadenia s nízkym odberom energie

Sú obzvlášť vhodné pre zariadenia, ktoré potrebujú iba malé množstvo energie po dlhú dobu.

Hlavnou nevýhodou je, že sa zvyčajne nedajú znova nabíjať.

Po vyčerpaní sa musia vymeniť.

Výhody lítium-iónových batérií

Lítium-iontové batérie sú populárne najmä preto, lebo sa dajú znova nabíjať.

Prenábojovateľný

Dajú sa používať opakovane namiesto toho, aby sa po jednom vybití zahadzovali.

Vysoká hustota energie

Ukladajú užitočné množstvo energie bez toho, aby sa stali príliš ťažkými alebo objemnými.

Vysoký výkon

Mnohé lítium-iontové batérie dokážu poskytnúť dostatočný prúd pre náročné zariadenia.

Prispôsobiteľné dizajny

Môžu sa vyrábať ako valcové články, vreckové články, hranolové články alebo špeciálne batériové balíky.

To robí lítium-iontové batérie vhodnými pre OEM výrobky s rôznymi tvarmi a požiadavkami na výkon.

Spoločnosť Tcbest tiež dokáže integrovať články s káblmi, konektormi, ochrannými doskami a pouzdrami podľa požiadaviek projektu.

Aké sú nevýhody?

Obe typy batérií majú tiež obmedzenia.

Primárne lítiové batérie sú jednorazové výrobky. U zariadení, ktoré spotrebúvajú batérie často, náklady na ich výmenu môžu byť relatívne vysoké.

Lítium-iónové batérie je možné opakovane používať, avšak postupne stratia svoju kapacitu.

Sú tiež citlivejšie na:

• Vysoké teploty
• Prenáboj
• Hlboké vybíjanie
• Krátke obvody
• Fyzické poškodenie
• Nesprávne nabíjačky

Väčšie balíky lítium-iónových batérií môžu vyžadovať aj pokročilejšie systémy ochrany.

To znamená, že návrh batériového balíka je rovnako dôležitý ako výber vhodnej článkovej jednotky.

Sú lítiové batérie bezpečné?

Primárne lítiové batérie sú všeobecne bezpečné pri správnom používaní.

Najdôležitejšie pravidlo je neprebiehať nabíjanie batérií označených ako nenabíjateľné.

Nabíjanie primárnej lítiovej batérie môže spôsobiť:

• Utečovanie
• Prehrievanie
• Vnútorný tlak
• Prasknutie
• Požiar

Kovové batérie tiež vyžadujú zvýšenú pozornosť kvôli ich malým rozmerom.

Uchovávajte ich mimo dosahu detí a uistite sa, že priestory na batérie sú správne uzavreté.

Voľne položené batérie by sa tiež mali uchovávať mimo dosahu kovových predmetov, ako sú kľúče, mince, skrutky alebo nástroje, pretože tieto môžu spôsobiť skrat.

Sú batérie typu lithium-ión bezpečné?

Batérie typu lithium-ión sú všeobecne bezpečné, ak sa s nimi zaobchádza správne.

Avšak vážne poškodenie alebo nesprávne použitie môžu viesť k tepelnej nestabilitě.

Tepelná nestabilita je rýchla samozhrievacia reakcia, ktorá môže produkovať plyn, dym alebo oheň.

Faktory rizika zahŕňajú:

• Prehrievanie
• Prenáboj
• Skrat
• Zlom
• Proniknutie
• Nesprávne nabíjanie
• Vážne chyby v článkoch

Na zníženie rizika:

• Používajte správny nabíjač
• Nenabíjajte opuchnuté alebo poškodené batérie
• Vyhnite sa vysokým teplotám
• Neprepichujte ani nestláčajte batériu
• Ukončite používanie batérií, ktoré sa nezvyčajne zohrejú
• Chránte svorky náhradných batérií
• Dodržiavajte pokyny výrobcu

Pri batériových balíkoch vhodný systém riadenia batérií (BMS) alebo ochranný obvod môže pomôcť monitorovať prenapätie, podnapätie, preťaženie prúdom a iné neobvyklé stavy.

Ktorá batéria je pre prostredie lepšia?

Obe typy batérií majú vplyv na životné prostredie.

Ťažba surovín, výroba, doprava, používanie a likvidácia spotrebúvajú zdroje.

Primárne lítiové batérie môžu mať dlhú životnosť v nízkovýkonových aplikáciách, no stále sú jednorazové.

Lítium-iontové batérie je možné viackrát nabíjať, čo môže znížiť počet batérií spotrebovaných v často používaných výrobkoch.

Avšak dobíjateľné batérie stále potrebujú správne recyklovanie po uplynutí ich životnosti.

Lepšia voľba závisí od konkrétneho použitia.

Senzor, ktorý musí fungovať roky, je často vhodnejší pre primárnu litiovú batériu.

Zariadenie používané každý deň sa zvyčajne lepšie hodí pre litium-ionové batérie.

V oboch prípadoch by sa použité batérie mali odovzdať do príslušných zberov alebo zariadení na recykláciu namiesto toho, aby sa jednoducho vyhodili.

Litium alebo litium-ionové: Čo si vybrať?

Začnite tým, že sa pozriete na to, ako bude vaše zariadenie používané.

Vyberte primárnu litiovú batériu, ak potrebujete:

• Dlhá doba čakania
• Nízke samovybíjanie
• Kompaktná veľkosť
• Minimálnu alebo žiadnu údržbu
• Žiadne pravidelné nabíjanie

Vyberte si lítium-iontové batérie, ak potrebujete:

• Možnosť opätovného nabitia
• Časté používanie
• Vyššia výstupná mocnosť
• Ľahké úložiská energie
• Možnosti prispôsobených batériových balíkov

Pred výberom batérie zvážte napätie, kapacitu, vybíjací prúd, veľkosť, prevádzkovú teplotu, spôsob nabíjania a očakávanú životnosť.

Pri výbere batérie pre výrobky OEM ide o viac než len výber hodnoty kapacity.

Batéria musí tiež dobre zapadnúť do výrobku, poskytnúť dostatočný výkon, kompatibilne fungovať s nabíjačkou, používať správny konektor a obsahovať vhodné ochranné mechanizmy.

Tcbest ponúka štandardné batériové výrobky aj prispôsobené lítium-iontové batériové balíky pre spotrebnú elektroniku, lietajúce prostriedky bez pilota (drony), chytré zariadenia, priemyselné vybavenie a aplikácie na ukladanie energie.

Záver

Lítiové a lítium-iontové batérie sa môžu znieť podobne, no sú navrhnuté pre odlišné účely.

Primárne lítiové batérie sú zvyčajne nenabíjateľné. Sú vhodnou voľbou pre nízkovýkonné zariadenia, ktoré vyžadujú dlhú dobu skladovania a nízku samovybíjanie.

Lítium-ionové batérie sú dobíjateľné a sú vhodnejšie pre zariadenia, ktoré sa používajú často, napríklad smartfóny, notebooky, lietajúce roboty (drony), elektrické náradie a vybavenie na ukladanie energie.

Najlepšia batéria nie je len tá s najvyššou kapacitou alebo najvyššou energetickou hustotou.

Je to tá, ktorá najlepšie vyhovuje konkrétnej aplikácii.

Pri výbere batérie zvážte napätie, kapacitu, prúd, rozmery, spôsob nabíjania, prevádzkové prostredie a očakávanú životnosť.

Pre štandardné batérie alebo prispôsobené riešenia s dobíjateľnými batériami môže spoločnosť Tcbest poskytnúť výber batérií a prispôsobenie batériových balíkov podľa rôznych požiadaviek aplikácií.

Vždy dodržiavajte pokyny výrobcu, nikdy neprebiejajte batériu označenú ako nezariadenie na dobíjanie a použité batérie recyklujte zodpovedne.

Lítiové a lítium-iontové batérie majú podobné názvy, no kľúčové rozdiely. Lítiové batérie sú jednorazové a neprebitateľné, čo ich robí vhodnými pre zariadenia s nízkou spotrebou energie. Lítium-iontové batérie sú prebitateľné a vhodné pre aplikácie s častým používaním, ako sú smartfóny a elektrické vozidlá. Výber urobte na základe požiadaviek na používanie a výkonových potrieb.