تفاوت باتری لیتیوم پلیمری Li-Po با باتری لیتیوم یون Li-Io مقایسه فنی و خرید

باتری‌های قابل شارژ بر اساس ساختار شیمیایی و سیکل شارژی به دو دسته بسیار عامه تقسیم میشوند. یکی باتری‌های لیتیوم یون Li-Io و دیگری باتری‌های لیتیوم پلیمر Li-Po می‌باشند. این دو مدل باتری Battery سبک و قابلیت اطمینان بالایی دارند. از این رو در زندگی روزمره ما در بسیاری از گجت‌ها به کار رفته‌اند. از موبایل، لپ تاپ، پاور بانک Power Bank ، دستگاه‌های پزشکی قابل حمل، تبلت و … همگی بسته به نوع کاربردشان از یکی از این دو مدل باتری استفاده می‌کنند. در دیدگاه فنی کاربری و سیکل شارژ و عمر مصرف و دمای کاری و … این دو با هم تفاوت دارد. در ادامه این پست به بررسی تفاوت این دو باتری می‌پردازم.

باتری لیتیوم یون Li-Io

تولید انبوه و کاربردی این نوع باتری از سال ۱۹۱۲ شروع شد. البته استفاده عمومی و کاربری برای عامه نداشتند. تا اینکه در سال ۱۹۹۱ توسط شرکت سونی در دوربین‌های هندی کم و واک من و … از این باتری استفاده شد. به عبارتی در طی دهه ۹۰ میلادی ورودی عمومی باتری‌های لیتیوم یون Li-Io بین کاربران بوده است. باتری‌های لیتیوم یون ظرفیت انرژی بالایی دارند و به نسبت انرژی خروجی از قیمت مقرون به صرفه‌تری در مقایسه با باتری‌های لیتیوم پلیمری برخوردارند. اما باتری لیتیوم یونی عمر کوتاه‌تری دارند و اگر سیکل شارژ آن‌ها درست رعایت نشود و یا پس از مدتی شارژ نشوند، سلول مربوطه از بین خواهد رود. از این رو نسبت به زمان شارژ شدن بسیار حساس خواهند بود. اخیرا مصرف این باتری‌ها در ساخت پاور بانک Power Bank بسیار کاربرد پیدا کرده است. از مدل‌های پر مصرف این باتری لیتیومی نوع ۱۸۶۵۰ میباشد.

باتری لیتیوم یون ۱۸۶۵۰ Li-Ion در دستگاه‌های مختلفی از جمله جارو برقی شارژی، دوربین‌های DSLR ، دستگاه ریش تراش، فلزیاب‌های صنعتی، تلفن بیسیم خانگی، دستگاه واکی تاکی صنعتی و نظامی و… همگی از باتری لیتویم یون استفاده می‌کنند. برخی از آن‌ها مدل Li-Ion 18650 استفاده می‌کنند. مانند تصویر بالا این باتری ظاهری استوانه‌ای دارد، ولی ابعاد آن با باتری قلمی معمولی متفاوت می‌باشد. در ادامه به جدول مشخصات فنی باتری لیتیوم یون دقت کنید.

باتری لیتیوم پلیمر Li-Po

تولید این نوع باتری‌ها ریشه در سال‌های ۱۹۷۰ دارند. اولین نوع این باتری از یک الکترولیت پلیمری جامد که ظاهری شبیه به فیلم پلاستیکی داشت؛ تشکیل شده بود. باتری‌های لیتیوم پلیمر توانایی تولید در ابعاد و ضخامت کارت اعتباری را دارند. البته این مدل باتری به انواع شکل های مختلفی ساخته می‌شود. ساختار متخلخل شیمیایی باتری لیتیوم پلیمر باعث شده تا ولتاژ تخلیه ۳٫۷ ولت و ولتاژ شارژ ۴٫۲ ولتی داشته باشند. این نوع باتری‌ها علاوه بر ایمن بودن وزن کمتری هم دارند. در مقایسه باتری لیتیوم پلیمر Li-Po با نوع لیتیوم یون، هزینه تولید لیتیوم پلیمر بیشتر بوده و انرژی خروجی کمتری نسبت به لیتیوم یون دارند. اگر موبایل‌های قدیمی را در خاطر داشته باشید، برای جایگذاری سیم کارت، وقتی در پشت آن را باز می‌کردید، بایستی ابتدا باتری را خارج کرده و سپس اقدام به نصب سیم کارت میشد. باتری‌های موبایل همگی از نوع لیتیومی هستند. بسته به مدل موبایل، باتری میتوانست از نوع لیتیوم پلیمری یا لیتیوم یون و یا لیتیوم فلز اکسید استفاده می‌کردند. ویژگی مهمشان هم قابلیت شارژ شدن بود. البته امروزه تکنولوژی باتری‌های لیتویمی بسیار رشد کرده و مدت زمان نگهداری انرژی را نسبت به چند سال گذشته افزایش داده است.

در ادامه به جدول مشخصات فنی باتری لیتیوم پلیمر دقت کنید.

روش خرید باتری لیتیومی

همانطور که در بالا اشاره شد، تاریخ تولید و ماندگاری باتری در انبار بسیار اهمیت دارد. از اینرو یکی از نکته‌های مهم به هنگام خرید باتری لیتیومی چه مدل لیتیوم پلیمر و چه مدل لیتیوم یونی، باید به تاریخ تولید آن‌ها دقت کرد. علاوه بر آن مدت زمانی که باتری بدون عملیات شارژ و تخلیه در انبار راکد مانده است، هم اهمیت دارد. تکنولوژی ساخت باتری‌های لیتیومی باعث شده تا تهیه و تامین آن برای تولید کنندگان قطعات الکترونیکی با مشکلاتی خاص روبرو شود. از اینرو برخی حتما به دنبال باتری لیتیومی با برند خاص هستند. طبیعتا قیمت بالاتری هم دارد. برخی دیگر به دنبال قیمت کمتر هستند. برای تهیه باتری لیتیومی Li می‌توانید به فروشگاه دانشجو کیت مراجعه کنید.

در ویدیو زیر باتری لیتیومی توسط یک شئ تیز سوراخ می‌شود. در ادامه مشاهده می‌کنید که چطور در اثر واکنش با اکسیژن این باتری آتش می‌گیرد. در نگهداری و استفاده از باتری لیتیومی باید نکات ایمنی رعایت شوند.

جمع بندی باتری لیتیومی

تا اینجا متوجه شدیم که تفاوتی بسیاری بین این دو باتری وجود ندارد. مگر در شکل ظاهر و سبک بودن دیگری و یا توان تولید انرژی دیگری و هزینه‌های تولیدی، در نهایت در یک رده قرار دارند. به عنوان مثال اکثرا میدانیم که باتری‌های استفاده شده توسط شرکت‌های بزرگی همچون اپل، موتورولا، سامسونگ و … چه هستند. ساختارهای شیمیایی این دو باتری از لحاظ الکترولیتی بودن فرآیند برای تولید انرژی شبیه به هم است. اینکه چرخه عمر استفاده عمومی از این دو مدل باتری Battery چند سال دیگر دوام خواهد آورد، دقیقا مشخص نیست. ولی به زودی شاهد باتری‌های نسل جدید، با کارایی بیشتر و سبک‌تر و البته هزینه تولیدی که هنوز مشخص نیست، خواهیم بود.

نکته مهم:

باتری استفاده شده در پهپادها از نوع لیتیوم پلیمر Li-Po است. به علت اینکه این باتری سبک‌تر است و قابلیت کار در شرایط دمایی مختلف را دارد. اما سوالی که اکثر کاربران با آن مواجه میشوند. این است که باتری لیتیوم پلیمر مخصوص پهپاد با باتری لیتیوم پلیمر معمولی متفاوت است. بلکه از چند سلول تشکیل شده است. دقت داشته باشید در ربات‌های پرنده مانند پهپادها و دیگر ربات‌ها به علت اینکه نیاز به جریان لحظه‌ای زیادی می‌باشد. باید سلول‌های باتری متفاوت باشند، چرا که در لحظه بلند شدن پهپاد بتواند کل جریان مورد نیاز برای موتورها را تامین کند.

چگونه شارژ کنیم؟

پیشنهاد میکنم حتما از ماژول‌های کنترل شارژ مانند ماژول شارژر TP4056 و یا ماژول شارژر سه چیپ، برای شارژ کردن این باتری‌ها استفاده کنید. باتری لیتیوم پلیمر Li-Po بسیار مستعد به آتش گرفتن و آسیب فیزیکی است. از این رو بدون شک از ماژول شارژر استفاده کنید. همچنین سیکل شارژ را رعایت کنید. یعنی اگر چندین سلول باتری برای مصرفی خاص دارید، دقت کنید که تمامی سلول‌ها در یک سیکل منظم شارژ کامل و تخلیه کامل شوند. همچنین باتری‌های لیتیوم یونی Li-Ion اگر بعد از مدتی بدون شارژ بمانند، حالت خود تخریب پیدا می‌کنند. پس به این دو نکته کاملا دقت کنید.

۵ نکته درباره باتری لیتیوم پلیمر

باتری لیتیوم پلیمر (Li-Po) یک نوع باتری قابل شارژ است که با توجه به خصوصیات خود بسیار محبوب در دنیای الکترونیکی شده است. در ادامه پنج نکته درباره باتری لیتیوم پلیمر ذکر می‌شود.

1. حجم و وزن کمتر: باتری لیتیوم پلیمر با حجم و وزن کمتری نسبت به سایر باتری‌ها، امکان استفاده از آن در دستگاه‌هایی که به وزن و حجم کمی نیاز دارند را فراهم می‌کند.
2. طول عمر بالا: باتری لیتیوم پلیمر توانایی دارد که در حدود ۵۰۰-۱۰۰۰ بار شارژ و دشارژ شود. در صورت مراقبت درست و استفاده بهینه، عمر آن می‌تواند به چند سال برسد.
3. ولتاژ خروجی ثابت: باتری لیتیوم پلیمر به علت داشتن ولتاژ خروجی ثابت، برای استفاده در مدارهای الکترونیکی بسیار مناسب است.
4. شارژ سریع: باتری لیتیوم پلیمر دارای توانایی شارژ سریع است و در صورت استفاده از شارژر مناسب می‌تواند در کمتر از یک ساعت شارژ شود.
5. خطرات احتمالی: استفاده نادرست از باتری لیتیوم پلیمر ممکن است منجر به خطراتی مانند انفجار، آتش‌سوزی و خطرات دیگر شود. بنابراین، برای استفاده بهینه و ایمن از باتری لیتیوم پلیمر، باید نکات ایمنی و مراقبت از آن را رعایت کرد.

۵ نکته درباره باتری لیتیوم یون

باتری‌های لیتیوم یونی یا Li-ion باتری‌هایی هستند که برای انرژی‌زایی در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی، موبایل‌ها، لپ‌تاپ‌ها و دیگر دستگاه‌های پرکاربرد به کار می‌روند. در زیر پنج نکته مهم درباره باتری لیتیوم یونی را توضیح داده‌ام.

1. عمر مفید باتری: باتری‌های لیتیوم یونی از عمر مفید بالایی برخوردارند، اما همچنین برای افزایش طول عمر مفید باید از شارژرهای مناسب استفاده کرد و توصیه می‌شود که باتری را در دمای محیطی مناسب نگه دارید.
2. محدودیت دمایی: برای استفاده بهینه از باتری لیتیوم یونی، دمای آن باید در محدوده خاصی باشد. دمای بیش از ۶۰ درجه سانتی‌گراد باعث کاهش عمر مفید باتری می‌شود.
3. شارژ سریع: باتری لیتیوم یونی با قابلیت شارژ سریع بسیار محبوب است، زیرا به سرعت شارژ می‌شود و در مدت زمان کوتاهی شارژ کامل می‌شود.
4. قابلیت شارژ و دشارژ بالا: باتری لیتیوم یونی قابلیت شارژ و دشارژ بالایی دارد و برای استفاده در دستگاه‌هایی که نیاز به ظرفیت بالا دارند، مناسب است.
5. خطر انفجار: باتری‌های لیتیوم یونی با توجه به نوع خود، در صورت عدم استفاده درست و نگهداری نامناسب، خطر انفجار و آتش‌سوزی را ایجاد می‌کنند. لذا برای استفاده بهینه از باتری لیتیوم یونی، بهتر است از شارژرها و ماژول‌های محافظ استفاده کرد.

چند نکته درباره ولتاژ شارژ و دشارژ باتری لیتیومی

باتری لیتیومی به علت اینکه برای کارکرد دائمی طراحی شده است. همچنین قابلیت چندین بار شارژ و تخلیه را دارد، بایستی اطلاعاتی در خصوص ولتاژهای آن داشته باشید. در خصوص ولتاژ شارژ و دشارژ باتری لیتیومی، چند نکته زیر باید مدنظر قرار گیرد.

1. ولتاژ شارژ: برای شارژ کردن باتری لیتیومی، ولتاژ شارژ باید از مقدار حداقلی آن بیشتر باشد. مقدار ولتاژ شارژ به دو عامل بستگی دارد: نوع باتری و مرحله شارژ. معمولا ولتاژ شارژ برای باتری لیتیومی به مقدار ۳٫۷ تا ۴٫۲ ولت است.
2. ولتاژ دشارژ: برای استفاده از باتری لیتیومی، ولتاژ دشارژ نباید به زیر مقدار حداقلی آن کاهش یابد. ولتاژ دشارژ بستگی به نوع باتری و کاربرد آن دارد. برای بیشتر باتری‌های لیتیومی، حداقل ولتاژ دشارژ بین ۲٫۵ تا ۲٫۷۵ ولت است.
3. ولتاژ برای انبار کردن باتری: برای حفظ سلامت باتری در زمانی که از آن استفاده نمی‌شود. باید ولتاژ آن در حدود ۳٫۷ تا ۳٫۹ ولت باشد.
4. ولتاژ تخلیه عمیق: تخلیه عمیق باتری لیتیومی می‌تواند باعث خرابی آن شود. بنابراین باید از تخلیه عمیق آن خودداری کرد و همیشه برای شارژ کردن استفاده کرد.
5. ولتاژ حداکثر: برای استفاده ایمن و بهینه از باتری لیتیومی، باید از ولتاژ حداکثر آن خودداری کرد. ولتاژ حداکثر بستگی به نوع باتری دارد و معمولاً در حدود ۴٫۲ تا ۴٫۳ ولت است. در چنین مواردی استفاده از برد شارژر مناسب بسیار اهمیت دارد.

ساخت پاور بانک Power Bank با باتری لیتیوم

در ویدیو زیر روش ساخت پاور بانک توسط باتری لیتیوم یونی Li-Ion مدل ۱۸۶۵۰ آموزش داده شده است. در این ویدیو با استفاده از ماژول کنترل شارژ باتری و ماژول تقویت کننده جریان USB این کار صورت می‌گیرد. البته بجای این اقلام میتوان یک ماژول پاور بانک کامل استفاده کرد.