Der Lithium-Polymer-Akku ist eine weitere Neuheit im Bereich der Stromversorgung für tragbare Geräte. Es wird angenommen, dass es sich um ein fortschrittlicheres Modell der Lithium-Ionen-Batterie handelt. Dies ist jedoch nicht ganz richtig, und obwohl die neue Generation die weit verbreitete Ionentechnologie in einigen Segmenten erfolgreich ablöst, ist Li-pol seinem Analogon in mancher Hinsicht unterlegen.
Lithium-Polymer-Akkugerät
Eine Lithium-Polymer-Batterie verwendet ein Polymermaterial als Elektrolyt. Ein solcher Akku wird in der Digitaltechnik, in Mobiltelefonen, Geräten aller Art, funkgesteuerten Modellen usw. verwendet.
Der Anstoß zur Verbesserung der Lithium-Ionen-Batterien war die Notwendigkeit, zwei ihrer Mängel zu beheben. Zum einen sind sie unsicher im Betrieb und zudem recht unwirtschaftlich. Diese Nachteile wollten die Ingenieure durch einen Elektrolytwechsel beseitigen.
Als Ergebnis erschien ein Polymerelektrolyt. Das Polymer war jedoch früher als Leiter bekannt. In der Elektrotechnik wird es seit langem als leitfähige Kunststofffolie verwendet. In der modernen Entwicklung erreicht die Dicke der Lithium-Polymer-Zelle nur 1 mm, was die Einschränkungen bei der Verwendung durch Entwickler verschiedener Formen und Größen automatisch beseitigt.
Die Hauptsache bei der neuen Generation der Batterie ist jedoch das Fehlen eines flüssigen Elektrolyts, wodurch die Entzündungsgefahr der Batterie beseitigt wird. Somit wurde das Problem seiner Sicherheit beseitigt. Um aber die wesentlichen Unterschiede zwischen Li-Pol- und Lithium-Ionen-Akkus zu verstehen, sollte man sich das Gerät des Basismodells genauer anschauen.
Gerät mit Lithium-Ionen-Akku
Die ersten Modelle von seriellen Lithiumbatterien erschienen Anfang der 90er Jahre. Als Elektrolyt wurden dann jedoch Kobalt und Mangan verwendet. Bei modernen Li-Ionen-Akkus ist nicht so sehr die Substanz selbst wichtig, sondern die Anordnung ihrer Lage im Block.
Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus Elektroden, die durch einen Porenseparator getrennt sind. Die Masse des Separators wiederum wird lediglich mit der Elektrolytsubstanz imprägniert. Die Elektroden selbst sind eine Kathodenbasis auf einer Aluminiumfolie mit einer Kupferanode.
Innerhalb des Blocks sind die gegenpolige Anode und Kathode über Stromsammelklemmen miteinander verbunden. Das Laden stellt eine positive Ladung für das Lithium-Ion bereit. In diesem Fall hat Lithium den Vorteil, dass es die Kristallgitter anderer Substanzen leicht durchdringen und chemische Bindungen bilden kann.
Die positiven Eigenschaften von Lithium-Ionen-Akkus reichten jedoch zunehmend nicht mehr aus, um Aufgaben in modernen Geräten zu erfüllen. Dies führte zur Entstehung einer neuen Generation von Li-Pol-Elementen, die viele Design- und Funktionsmerkmale aufweisen.
Generell ist die Ähnlichkeit von Lithium-Ionen-Netzteilen mit Full-Size-Helium-Batterien für Autos zu beachten. In beiden Fällen wurden Batterien mit Blick auf die Praktikabilität entwickelt. Teilweise wurde diese Entwicklungsrichtung durch polymerbasierte Elemente weitergeführt.
Lebensdauer des Lithium-Polymer-Akkus
Im Durchschnitt unterstützen Lithium-Polymer-Akkus etwa 800-900 Ladezyklen. Dieser Indikator kann im Vergleich zu anderen modernen Analoga als sehr bescheiden angesehen werden. Aber dieser Faktor wird von Experten keineswegs als das bestimmende Element Ressource angesehen.
Tatsache ist, dass die neuesten Batterien einer aktiven Alterung unterliegen, unabhängig von der Intensität ihrer Nutzung. Das heißt, selbst wenn das Netzteil überhaupt nicht verwendet wird, nimmt seine Ressource im Laufe der Zeit ab. Dies gilt im Übrigen gleichermaßen für die Lithium-Ionen-Batterie als auch für die Lithium-Polymer-Zellen.
Alle Lithium-basierten Batterien unterliegen einem kontinuierlichen Alterungsprozess. Ein deutlicher Verlust der Energiekapazität des Akkus kann innerhalb eines Jahres nach dem Kauf des Geräts festgestellt werden. Nach 2-3 Jahren sind manche Netzteile komplett außer Betrieb. Allerdings hängt hier vieles vom Hersteller ab, denn innerhalb dieses Segments gibt es Unterschiede in der Qualität des Akkus.
Neben Problemen mit der schnellen Alterung benötigt dieser Batterietyp ein zusätzliches Schutzsystem. Dies liegt daran, dass die interne Spannung in verschiedenen Teilen des Batteriekreises zum Durchbrennen führen kann. Daher wurde hier ein spezielles Stabilisierungsschema eingeführt, das Überladung und Überhitzung verhindert.
Was ist der Hauptunterschied zwischen einem Lithium-Polymer-Akku und einem Ionen-Akku?
Der grundlegende Unterschied zwischen Li-pol und Li-ion ist die Abweisung von Helium und flüssigen Elektrolyten. Um diesen Unterschied genauer zu verstehen, muss man sich auf moderne Autobatteriemodelle beziehen. Die Notwendigkeit, den flüssigen Elektrolyten in diesem Fall zu ersetzen, war natürlich auf Sicherheitsbedenken zurückzuführen.
Wenn jedoch bei Autobatterien der Fortschritt bei den gleichen porösen Elektrolyten mit Imprägnierung stoppte, erhielten Lithium-basierte Modelle eine vollwertige feste Basis. Zweifellos ist eine Festkörper-Lithium-Polymer-Batterie ein großer Vorteil. Der Unterschied zum ionischen besteht darin, dass der Wirkstoff in Form einer Platte in der Kontaktzone mit Lithium die Bildung von Dendriten beim Zyklieren verhindert.
Dieser Faktor schließt die Möglichkeit von Explosionen und Bränden solcher Stromquellen aus. Allerdings gibt es auch Schwächen bei den neuen Akkus. Dieses System bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich.
Der wichtigste ist die Strombegrenzung. Auf der anderen Seite machen jedoch zusätzliche Schutzsysteme den Lithium-Polymer-Akku sicherer. Auch der Preisunterschied zu einer ionischen Batterie ist ein wichtiger Faktor. Polymer-Netzteile sind günstiger, wenn auch nur geringfügig. Durch den Einbau elektronischer Schutzschaltungen steigt ihr Preis noch.
Welcher Akku ist besser - Li-Pol oder Li-Ion?
Die Entscheidung, welche Batterie der vorgestellten Modelle besser ist, sollte sich stärker an den geplanten Betriebsbedingungen und den Eigenschaften der angestrebten Stromversorgungsanlage orientieren. Die Hauptvorteile polymerbasierter Geräte sind für die Hersteller selbst greifbarer, dank derer sie neue Technologien freier nutzen können. Für den Benutzer wird dieser Unterschied bei den Batterien geringfügig sein.
Bei der Frage, wie man einen Lithium-Polymer-Akku auflädt, muss der Besitzer des Gadgets beispielsweise mehr auf die Wahl einer hochwertigen Stromquelle achten. Hinsichtlich der Dauer des Ladevorgangs selbst werden sowohl die eine als auch die andere Stromquelle eher identische Elemente sein.
Was die Frage der Haltbarkeit angeht, ist die Situation bei diesem Indikator ebenfalls mehrdeutig. Natürlich ist der Alterungseffekt charakteristischer für Elemente auf Polymerbasis, aber in der Praxis beobachten Besitzer eine Vielzahl von Situationen. So gibt es beispielsweise häufig Rezensionen zu Lithium-Ionen-Akkus, die sich bereits 1 Jahr nach dem Kauf als ungeeignet für den Betrieb herausstellen. Und Lithium-Polymer-Batterien können in einigen Geräten 6-7 Jahre lang dienen, während sie ständig im Einsatz sind.
Um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen, fügen Ingenieure Polymerzellen immer noch einen gelierten Elektrolyten hinzu. Die Frage nach der Batteriewahl ist in Fabriken jedoch kein akutes Thema. Kombinierte Lösungen werden häufig an Orten eingesetzt, an denen die Temperatur einen großen Einfluss hat. In solchen Fällen werden in der Regel Polymerelemente als Notstromversorgung verwendet und bei Bedarf mit dem Netzwerk verbunden.
