الفرق بين بطاريات الليثيوم بوليمر وبطاريات الليثيوم

اكتسبت رؤى قيمة حول الاختلافات الرئيسية بين بطاريات الليثيوم أيون والبوليمر؛ ويشيع استخدام هذين النوعين من البطاريات في تطبيقات مختلفة، ولكل منهما خصائصه وفوائده المحددة.
سوف تستفيد من فهم التركيب وكثافة الطاقة وميزات السلامة وخصائص الشحن والمزيد من الاختلافات بين بطاريات الليثيوم بوليمر والليثيوم. سواء كنت تفكر في المرونة أو المتانة أو التكلفة أو التأثير البيئي، توفر هذه المقالة نظرة عامة شاملة لمساعدة الأفراد على اتخاذ قرارات مستنيرة بناءً على احتياجاتهم وتطبيقاتهم.

ما هي بطارية ليثيوم بوليمر؟

ما يسمى ببطارية ليثيوم البوليمر هي بطارية ليثيوم أيون تستخدم البوليمر ككهارل وتنقسم إلى "شبه بوليمر" و"بوليمر كامل".

"شبه بوليمر" يعني أن طبقة من البوليمر (عادةً PVDF) مغلفة على الفيلم الحاجز بحيث يكون التصاق الخلية أكثر قوة، ويمكن جعل البطارية أكثر تعقيدًا، ويظل المنحل بالكهرباء سائلاً. يشير "البوليمر بالكامل" إلى استخدام البوليمرات لتشكيل شبكة هلامية داخل الخلية ثم حقن المنحل بالكهرباء لتكوين المنحل بالكهرباء. وعلى الرغم من أن بطاريات "البوليمر بالكامل" لا تزال تستخدم الإلكتروليتات السائلة، إلا أن الكمية أقل بكثير، مما يؤدي إلى تحسين أداء سلامة بطاريات أيونات الليثيوم بشكل كبير. وبقدر ما أعرف، فإن شركة سوني هي الوحيدة التي تنتج بطاريات الليثيوم أيون "البوليمرية بالكامل" بكميات كبيرة.

من ناحية أخرى، تشير بطاريات البوليمر إلى بطاريات الليثيوم أيون التي تستخدم أفلام التغليف المصنوعة من الألومنيوم والبلاستيك كتغليف خارجي، والمعروفة باسم البطاريات الناعمة. يتكون فيلم التغليف هذا من ثلاث طبقات، وهي طبقة PP، طبقة Al، وطبقة النايلون. نظرًا لأن PP والنايلون عبارة عن بوليمرات، فإن هذا النوع من البطاريات يسمى بطارية بوليمر.

كثافة الطاقة وكفاءتها

عند مقارنة بطاريات الليثيوم بوليمر وبطاريات الليثيوم، فإن أحد العوامل الرئيسية التي يجب تذكرها هو بطارياتها كثافة الكهرباء و كفاءة. تشير كثافة الطاقة إلى مقدار القوة المخزنة في البطارية بما يتماشى مع حجم الوحدة أو الوزن. فيما يلي بعض العوامل الأساسية التي يجب مراعاتها:

الجانب بطاريات الليثيوم بطارية ليثيوم بوليمر
كثافة الطاقة كثافة كهرباء أعلى مقارنة ببطاريات الليثيوم بوليمر. انخفاض كثافة الكهرباء على عكس بطاريات الليثيوم.
الكفاءة عادةً ما تكون أكثر كفاءة من حيث إنتاج الكهرباء. بالكاد أقل كفاءة بسبب التغليف والتخطيط.
الوزن خفيف الوزن مقارنة ببطاريات الليثيوم بوليمر. خفيف الوزن ومرن بسبب التصميم.

على الرغم من أن بطاريات الليثيوم تتمتع بكثافة طاقة أعلى وتكون أكثر قوة من حيث القوة الخضراء، إلا أن بطاريات الليثيوم بوليمر توفر المرونة والتصميم خفيف الوزن. يعتمد الاختيار بين الاثنين على المتطلبات الفريدة للبرنامج، سواء كان يعطي الأولوية لكثافة الكهرباء أو المرونة أم لا.

ميزات السلامة والمخاطر

وفيما يتعلق بالحماية، ليثيوم بوليمر و بطاريات الليثيوم لديك بعض الاختلافات الرئيسية. تعتبر بطاريات الليثيوم بوليمر أكثر أمانًا من بطاريات الليثيوم التقليدية نظرًا لتصميمها وشكلها. يعتبر إلكتروليت البوليمر الموجود في بطاريات الليثيوم بوليمر أقل عرضة للتسرب والانفلات الحراري، مما يقلل من خطر حدوث القلب أو الانفجار. ومع ذلك، تحتوي بطاريات الليثيوم على إلكتروليت سائل قد يكون غير مستقر وأكثر عرضة للضرر.

تعتبر بطاريات الليثيوم بوليمر أيضًا مقاومة جدًا للإجهاد الجسدي والثقوب، مما يعزز ملف السلامة الخاص بها. لكن كل نوع من البطاريات يشكل مخاطر إذا لم يتم علاجه بشكل مناسب. يمكن أن يؤدي الشحن الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة أو الأذى الجسدي إلى مخاطر تتعلق بالسلامة، بغض النظر عن نوع البطارية. تعد مراقبة التعامل الصحيح وإرشادات الشحن أمرًا حيويًا للحد من تلك المخاطر والاستخدام الآمن لكل من بطاريات الليثيوم بوليمر والليثيوم.

اعتبارات الحجم والمرونة

عند تقييم بطاريات الليثيوم بوليمر وبطاريات الليثيوم من حيث الطول وتعدد الاستخدامات، يمكن أن تؤثر الاختلافات الهائلة على تصميم الأجهزة وتطبيقها.

الطول: بطاريات الليثيوم بوليمر معروفة بخصائصها نحيف وخفيف الوزن السمات، مما يجعلها مثالية للأدوات الذكية، بما في ذلك الهواتف الذكية والأدوية والأجهزة القابلة للارتداء. ومن ناحية أخرى، تعد بطاريات الليثيوم التقليدية أكبر حجمًا وتتميز بشكل أكثر مرونة، مما يمنع استخدامها في الأجهزة صغيرة الحجم.

المرونة: بطاريات ليثيوم بوليمر هي مرن ويمكن تصميمه ليشكل محيط الجهاز، مع الأخذ في الاعتبار المزيد من التصميمات المبتكرة والمساحات الخضراء الرائعة. تعتبر هذه القدرة على التكيف مفيدة بشكل خاص للبضائع المنحنية أو غير المنتظمة الشكل. في التقييم، تتمتع بطاريات الليثيوم بشكل غير مرن يقيد خيارات التصميم وقد يتطلب مساحة إضافية للتركيب.

شيء بطاريات ليثيوم بوليمر بطاريات الليثيوم
المقاس نحيف وخفيف الوزن ضخمة وجامدة
مرونة مرنة، يمكن تشكيلها هيكل غير مرن

خصائص الشحن والسرعة

تختلف بطاريات الليثيوم أيون والبوليمر في جوانب عديدة فيما يتعلق بخصائص الشحن وسرعته. عادةً ما تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بسرعة شحن أكبر من بطاريات الليثيوم بوليمر. وذلك بسبب المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم بوليمر، وهي أعلى من مقاومة بطاريات الليثيوم أيون. ونتيجة لذلك، يمكن أيضًا أن تستغرق بطاريات الليثيوم بوليمر وقتًا أطول حتى تشعر بأنها مطلقة.

علاوة على ذلك، تُعرف بطاريات الليثيوم أيون بقدرتها على التعامل بفعالية مع معدلات الشحن السريع. يمكنهم مواجهة تيارات أفضل من خلال الشحن، مما يسمح لهم بإعادة الشحن بسرعة. من ناحية أخرى، يمكن أن تتطلب بطاريات الليثيوم بوليمر أيضًا مزيدًا من الوقت لتسعيرها بالكامل، لأنها أكثر حساسية لأسعار الشحن العالية وقد تحتاج إلى شحنها بوتيرة أبطأ لمنع الضرر.

عادة، مع الأخذ في الاعتبار سمات الشحن وسرعته، تُفضل بطاريات الليثيوم أيون بشكل عام للبرامج التي تتطلب أوقات شحن سريعة وقدرات متطورة عالية. ومع ذلك، يمكن أن تكون بطاريات الليثيوم بوليمر مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها عروض الشحن البطيئة مناسبة، ويكون تنوع التصميم أمرًا مهمًا.

دورة الحياة والمتانة

أثناء مقارنة بطاريات الليثيوم بوليمر وبطاريات الليثيوم من حيث دورة الحياة والمتانة، تظهر العديد من الاختلافات الرئيسية:

الجانب بطاريات الليثيوم بطاريات ليثيوم بوليمر
دورة الحياة عادةً ما يكون عمر بطاريات الليثيوم 300-500 دورة سعرية. يمكن لبطاريات الليثيوم بوليمر أن تدوم بمعدل 500 دورة في الألف، مما يمنحها عمرًا أطول.
المتانة تعد بطاريات الليثيوم أكثر عرضة للأضرار المادية بسبب شكلها الصلب. تتميز بطاريات الليثيوم بوليمر بأنها أكثر مرونة وأقل عرضة لخطر الأذى الجسدي، مما يعزز متانتها.
حساسية درجة الحرارة تعتبر بطاريات الليثيوم أكثر حساسية لدرجات الحرارة المفرطة، مما قد يقلل من عمرها الافتراضي. تكون بطاريات الليثيوم بوليمر أقل انخفاضًا مع تغيرات درجات الحرارة، مما يجعلها أكثر متانة في الظروف القاسية.

بشكل عام، تميل بطاريات الليثيوم بوليمر إلى أن تتمتع بعمر افتراضي أطول ومتانة أفضل من بطاريات الليثيوم التقليدية، مما يجعلها رغبة مرغوبة في البرامج التي يكون فيها طول العمر والمرونة ضروريين.

انتقل إلى الأعلى