Resposta ràpida
normalment no.
Sota comparablescondicions de funcionament, una convencionalbateria d'ions de liti{0}-especialment una cèl·lula cilíndrica de qualitat com ara unapila de bateria 18650o21700 cèl·lula de liti-normalment oferirà un sostre de cicle-de vida superior a abateria de polímer de liti estàndard. Un rang de treball comú és300–1,000+ cicles per a ions de li-versus aproximadament300-500 cicles per a LiPo, mesurat al voltant del 80% de la capacitat restant [1].
Però aquest nombre per si sol no hauria de conduir a una decisió d'abastament.
Per a un projecte OEM, la durada real de la bateria depèn de:
- Profunditat de descàrrega (DoD)
- Tensió de càrrega i voltatge de tall{0}}descàrrega
- Corrent de descàrrega contínua i punta
- C-taxa
- Temperatura de funcionament i emmagatzematge
- Velocitat de càrrega
- Construcció cel·lular i suport mecànic
- Sistema de gestió de bateries (BMS)disseny
Si el vostre producte és prim, lleuger o està limitat mecànicament, abateria de polímer de liti personalitzadaencara pot ser la millor opció d'enginyeria encara que el seu cicle de vida nominal sigui inferior.
Si les prioritats són la llarga vida útil, la durabilitat mecànica, l'abastament estandarditzat i l'eficiència de costos, un cilíndricbateria d'ions de liti-sovint és l'opció més forta.
Per als equips de contractació, la millor pregunta no és simplement:
"Quina química dura més?"
És:
"Quina bateria pot complir el nostre cicle de vida requerit, càrrega actual, rang de temperatura, embolcall mecànic, certificacions i cost objectiu en les nostres condicions de funcionament reals?"
Durada de la bateria de polímer de liti i d'ions de liti-: comparació directa
A l'hora d'avaluarVida útil de la bateria de polímer de liti vs d'ions de liti, compareu el perfil operatiu complet-no només els noms químics.
|
Mètrica clau |
Ió-liti (ió{-) |
Polímer de liti (LiPo/Li-Poly) |
|
Vida típica del cicle de càrrega fins al 80% de capacitat |
De 300 a 1,000+ cicles de càrrega complets [1] |
300 a 500 cicles de càrrega [1] |
|
Vida útil del calendari |
3 a 5 anys |
2 a 3 anys |
|
Densitat energètica |
150–260 Wh/kg [2] |
130–200 Wh/kg [2] |
|
Embalatge físic |
Pot de metall rígid; cèl·lules cilíndriques com ara18650i21700, o cèl·lules prismàtiques |
Bossa flexible-de laminat d'alumini |
|
Tipus d'electròlit |
Dissolvent orgànic líquid amb sals de liti |
Electròlit de polímer de gel o sistema separador porós [3] |
|
Taxa d'-descàrrega automàtica |
Aproximadament1%-2% al mes [1] |
Aproximadament3%-5% al mes [1] |
|
Cost per watt-hora |
Normalment és inferior a causa de la producció estandarditzada d'alt{0}}volum |
Normalment més alt per a dissenys personalitzats i fabricació especialitzada |
Aquests són rangs generals de la indústria, especificacions no garantides.
Un proveïdor seriós de bateries hauria de ser capaç de proporcionar el full de dades real de la cèl·lula, les condicions de la prova de vida del cicle-, les taxes de càrrega/descàrrega, les condicions de temperatura i els criteris de final--de vida útil de la cèl·lula específica que es cotitza.
Això és molt més important que una afirmació genèrica "Li-ion vs. LiPo".
Què determina realment la vida útil de la bateria?
Tant si seleccioneu aBateria d'ions de li-o abateria LiPo, aquests paràmetres de funcionament tenen un impacte més gran en la vida útil del que esperen molts compradors.
1. Profunditat de descàrrega (DoD) i tall de voltatge-Apagat
La descàrrega profunda repetida posa més estrès als materials d'elèctrodes d'ions de liti-.
Funcionament d'una cèl·lula de liti dins d'una finestra d'estat parcial-de-càrrega-com ara aproximadament20% a 80% estat de càrrega (SoC)-pot allargar significativament la vida del cicle total en comparació amb els cicles repetits-de profunditat total [1], [4].
Per a aplicacions en què la vida útil màxima del cicle importa més que el temps d'execució màxim per càrrega, aquesta pot ser una estratègia útil a nivell de sistema-.
També presteu molta atenció a la tensió de tall{0}}descàrrega.
Descàrrega superior-per sota aproximadament3,0 V per cèl·lulapot provocar una degradació irreversible, inclosa la dissolució del-colector de corrent de coure i mecanismes de fallada interna potencialment perillosos [5].
Consell sobre les especificacions del comprador
No demaneu a un proveïdor de bateries només la "vida útil".
Especifiqueu la condició completa de la prova:
- Tensió de càrrega
- Corrent de càrrega
- Corrent de descàrrega
- Descàrrega{0}}tensió de tall
- Temperatura de prova
- Profunditat de descàrrega
- Llindar-de retenció de capacitat
Per exemple:
Major o igual a 500 cicles a 25 graus, càrrega de 0,5 °C / descàrrega de 0,5 °C, a Més d'o igual al 80% de la capacitat nominal inicial.
Això és una especificació de contractació.
El "cicle de vida llarg" no ho és.
2. Càrrega ràpida i degradació de la taxa C-
La càrrega ràpida és convenient, però té una compensació-.
Un alt corrent de càrrega pot augmentar la polarització, l'escalfament intern i el risc de revestiment de liti a l'ànode de grafit [6].
Això és especialment important quan s'utilitza un producteCàrrega ràpida, USB-PD, o una altra arquitectura de càrrega d'alta-potència.
Si el vostre producte requereix una càrrega ràpida, proporcioneu al proveïdor de la bateria el perfil de càrrega real.
No especifiqueu simplement la capacitat de la bateria.
Per exemple, aBateria de polímer de liti de 3,7 V 5.000 mAhcarregada a 0,5 °C funciona sota una tensió molt diferent que la mateixa cel·la carregada a 1 °C o més.
Abans d'aprovar una bateria, confirmeu:
- Corrent de càrrega estàndard màxim
- Corrent de càrrega-ràpida màxima
- Interval de temperatura de càrrega recomanat
- •Tensió de càrrega màxima
- Corrent de terminació requerit
- Cicle de vida esperat a la taxa de càrrega prevista
La càrrega ràpida s'ha de tractar com a part de la qualificació de la bateria, no s'ha d'afegir després que la cel·la ja s'hagi seleccionat.
3. Temperatura ambiental i condicions d'emmagatzematge
Les condicions d'emmagatzematge també afectenvida útil de la bateria de liti, fins i tot quan la bateria no s'està ciclant.
Per a -emmagatzematge a llarg termini:
- Tensió d'emmagatzematge recomanada:aproximadament3,80 V–3,85 V per cèl·lula, o al voltant40%–50% estat de càrrega [1].
- Temperatura d'emmagatzematge recomanada:aproximadament15 graus a 25 graus / 59 graus F a 77 graus F.
- Eviteu emmagatzemar les bateries de liti completament carregades durant períodes prolongats a temperatures elevades.
Una bateria emmagatzemada a alta tensió en un magatzem calent, un compartiment de vehicle o una àrea d'emmagatzematge no condicionada pot perdre capacitat abans d'instal·lar-se al producte final.
Per tant, per als importadors i compradors OEM, les especificacions d'emmagatzematge haurien de formar part del pla logístic-no només del full de dades d'enginyeria.
Li-Ion vs. LiPo: quin hauríeu de comprar?
La resposta depèn del que realment intenti aconseguir el vostre producte.
Trieu una bateria de polímer de liti personalitzada quan:
A bateria de polímer de liti personalitzadasol ser el millor punt de partida quan:
- El vostre recinte és extremadament prim o hi ha{0}}espai limitat.
- El gruix de la bateria ha de ser inferior aproximadament5 mm.
- La bateria ha de tenir una longitud, una amplada o un gruix específics.
- El vostre producte té una cavitat interna irregular o plana.
- El pes és un objectiu de disseny crític.
- Necessiteu cables personalitzats, connectors, PCM, NTC o configuració de protecció.
- La bateria s'ha de dissenyar al voltant de l'estructura mecànica en lloc de l'estructura mecànica dissenyada al voltant d'una cèl·lula estàndard.
Les aplicacions típiques inclouen:
- Dispositius portàtils
- Dispositius mèdics intel·ligents
- Seguidors GPS
- Drones
- Productes IoT
- Electrònica de mà
- Electrònica de consum prim
- Dissenys compactes de bateries per a portàtils i tauletes
El principal avantatge no és automàticament una vida útil més llarga.
Ho és-llibertat del factor de forma i integració del producte.
Trieu ions de liti cilíndric-Quan:
Un cilíndricbateria d'ions de liti-sovint s'adapta millor quan:
- El rendiment del cicle-de vida útil és un requisit principal.
- El recinte pot albergar cèl·lules cilíndriques.
- La robustesa mecànica importa.
- Voleu dimensions cel·lulars estandarditzades i cadenes de subministrament establertes.
- El cost per watt-hora és important.
- El vostre disseny requereix configuracions-paral·leles de sèries modulars.
- Es necessita una arquitectura d'energia-de gran capacitat o superior-.
Les aplicacions habituals inclouen:
- Vehicles elèctrics
- Bicicletes e{0}}
- Eines elèctriques
- Equipament industrial
- ComercialSistemes d'emmagatzematge d'energia (ESS)
- Bancs d'energia{0}}de gran capacitat
- Sistemes d'alimentació portàtils
Per a aquestes aplicacions,Paquets de bateries 18650i21700 paquets de bateriespot proporcionar una forta combinació de cicle de vida, durabilitat mecànica, estabilitat de subministrament i disseny de paquet escalable.
Preguntes freqüents
01. Què dura més, ions de liti-o polímer de liti?
En aplicacions típiques, un convencionalbateria d'ions de liti{0}pot oferir un interval de cicle-de vida més alt que un estàndardbateria de polímer de liti.
Les xifres típiques són aproximadamentDe 300 a 1,000+ cicles per a ions de li-i300 a 500 cicles per a LiPo, en funció de la cèl·lula, la temperatura de funcionament, la velocitat de càrrega, la velocitat de descàrrega i la definició de final{0}}de-vida útil [1].
Per a un projecte OEM, sol·liciteu dades de proves de cicle-reals per a la cèl·lula específica en lloc de basar-vos en una mitjana-de tota la química.
02. El polímer de liti es degrada més ràpidament que l'ió-liti?
A bateria de bossa de polímer de litipot ser més susceptible a la inflamació, la deformació mecànica, la degradació relacionada amb la calor- i l'augment de la resistència interna durant cicles repetits [4], [5].
Això no vol dir que totes les cèl·lules LiPo es degraden més ràpidament que totes les cèl·lules d'ions de Li-cilíndriques.
La vida real depèn en gran mesura del disseny de la cèl·lula i les condicions de funcionament.
Si la vida útil és crítica, compareu les dades del proveïdor amb idèntiques:
- Temperatura
- Corrent de càrrega
- Corrent de descàrrega
- Límits de tensió
- Profunditat de descàrrega
- Criteris{0}}de retenció de capacitat
Sense les condicions de prova coincidents, les comparacions de cicle-de vida no són significatives.
03. El polímer de liti és més segur que l'ió-liti?
No s'ha de seleccionar cap tipus de bateria basant-se en una simple etiqueta "més segura".
Tots dos es poden utilitzar de manera segura quan la cèl·lula, el circuit de protecció, el carregador, el tancament mecànic i el disseny tèrmic estan dissenyats correctament.
Els requisits rellevants poden incloureUL 1642, ONU 38.3, iIEC 62133-2 [7].
Una cèl·lula de bossa LiPo pot inflar-se visiblement en condicions anormals, mentre que les cèl·lules cilíndriques tenen carcasses metàl·liques rígides. Tanmateix, les cèl·lules de la bossa també requereixen protecció contra punxades, compressió i danys mecànics.
Ambdues tecnologies poden entrar en fuga tèrmica en condicions d'abús greus.
Per als compradors, la seguretat s'hauria d'avaluar a nivell-complet de la bateria i del producte-final.
Esteu buscant solucions fiables de bateries OEM/ODM?
A Blumoti Battery, desenvolupempaquets de bateries d'ions de liti-personalitzats, solucions personalitzades de bateries de polímer de liti, isistemes de bateries intel·ligents industrialsper a projectes OEM i ODM.
Per obtenir una recomanació precisa de la bateria, proporcioneu el vostre:
Tensió + capacitat + dimensions màximes + corrent continu/pic + temperatura de funcionament + connector + requisits de protecció + certificacions + volum anual estimat.
Això proporciona a l'equip d'enginyeria prou informació per recomanar una arquitectura de bateria que s'adapti al producte-no només a una cèl·lula amb el nombre de mAh adequat.
Referències i fonts autoritzades
[1]Battery University / Cadex Electronics.BU-808: Com allargar les bateries basades en litiiBU-206: Polímer de liti: substància o bombo?Referències empíriques estàndard per a la vida del cicle, l'auto{0}}descàrrega, les condicions d'emmagatzematge i els llindars de tensió.
[2]Departament d'Energia dels EUA (DOE) i National Renewable Energy Laboratory (NREL).Avaluació de la tecnologia d'emmagatzematge d'energia de la bateria.Punts de referència per a la densitat d'energia gravimètrica en tecnologies comercials de bateries de liti-ió i polímer-de liti.
[3]Tarascon, JM i Armand, M. "Problemes i reptes que enfronten les bateries de liti recarregables".Natura, 414(6861), 359–367. Discussió electroquímica de sistemes d'electròlits basats en líquids i polímers-.
[4]Laboratori Nacional d'Energies Renovables (NREL).Model de predicció de vida útil per a sistemes d'emmagatzematge d'energia connectats a la xarxa-.Recerca que cobreix els efectes deprofunditat de descàrrega (DoD)sobre l'envelliment del calendari i el cicle d'envelliment.
[5] Guo, L., et al. Investigació sobre la degradació dels col·lectors de corrent de la bateria d'ions de liti-, inclosa la dissolució anòdica de la làmina de coure en condicions de sobre-descàrrega.Journal of Physics: Energy / Journal of Power Sources.
[6] Nature Energy / IEEE Transactions on Transportation Electrification.Recerca sobre el revestiment de liti i els mecanismes de degradació dels ànodes de grafit durant l'operació de càrrega-alta i ràpida-.
[7] Comissió Electrotècnica Internacional i Laboratoris Underwriters.IEC 62133-2, UL 1642, iONU 38.3requisits que cobreixen la seguretat de les bateries de liti recarregables portàtils i les proves de transport.
