W przypadku inżyniera zakupów decyzja powinna sprowadzać się do sześciu elementów:

• Dostępna koperta baterii: długość, szerokość, grubość i waga.
• Wymagana energia w Wh i docelowy czas pracy.
• Prąd ciągły i prąd szczytowy.
• Wymagany cykl życia w określonych warunkach testowych.
• Wymagania dotyczące bezpieczeństwa, certyfikacji i transportu.
• Całkowity koszt systemu, a nie tylko cena ogniwa.

Jeśli te sześć wymagań jest jasnych,Bateria LiPo a bateria litowo-jonowa-decyzja jest zazwyczaj jasna.

Bateria LiPo i litowo-jonowa: jaka jest prawdziwa różnica?

ObydwaBaterie LiPoi konwencjonalneBaterie litowo-jonowedziałają poprzez ruch-jonów litu pomiędzy elektrodą dodatnią i ujemną. Nowoczesne komercyjne ogniwa LiPo są powszechnie uważane za należące do rodziny-jonów litowych.[1]

Różnica w zakupie dotyczy głównie budowy.

CylindrycznyBateria litowo-jonowa, takie jak18650Lub21700, wykorzystuje sztywną metalową puszkę i znormalizowane wymiary. Wspiera to zautomatyzowaną produkcję, modułowy montaż opakowań, przewidywalną integrację mechaniczną i szeroką bazę dostawców.

A Akumulator LiPo w etuiwykorzystuje elastyczną torebkę-laminowaną aluminium. Ogniwo można zaprojektować w oparciu o dostępną przestrzeń produktu, dając inżynierom większą swobodę w zakresie długości, szerokości i grubości.

W przypadku pozyskiwania oznacza to jedno:

Nie wybieraj baterii na podstawie chemiisamą etykietę. Wybierz go na podstawie rzeczywistej specyfikacji ogniwa, architektury mechanicznej, obciążenia elektrycznego, docelowego okresu trwałości i wymagań zgodności.

Uwaga dotycząca zamówienia:

Powyższe liczby są zakresami przesiewania, a nie gwarantowanymi specyfikacjami.Gęstość energii, współczynnik C-, trwałość cyklu, maksymalny prąd i limity temperatury należy sprawdzić w oparciu o dokładny arkusz danych ogniwa i warunki testowe.

1. LiPo kontra Li-LiionChemia: Zapytaj o dokładną komórkę, a nie nazwę marketingową

Dostawca mówiący „to jest akumulator LiPo” nie mówi mi wystarczająco dużo, aby zatwierdzić ogniwo.

NowoczesnyBaterie LiPomogą wykorzystywać układy katodowe stosowane również w innych ogniwach litowo-jonowych.- Termin „polimer” opisuje aspekty budowy elektrolitu i ogniwa; nie definiuje jednej uniwersalnej chemii katod.[1]

Dwa ogniwa sprzedane jakoBaterie LiPo w etuimoże zatem mieć bardzo różne:

• Nominalne i maksymalne napięcie ładowania.
• Gęstość energii.
• Opór wewnętrzny.
• Ciągły i szczytowy prąd rozładowania.
• Życie cykliczne.
• Wydajność temperaturowa.
• Zachowanie związane z obrzękiem.
• Marginesy bezpieczeństwa.

To samo dotyczyOgniwa litowo-jonowe 18650-. Wysoko-energetyczny zasilacz 18650 zaprojektowany z myślą o czasie pracy to nie ten sam produkt,-wysokoenergetyczny zasilacz 18650 przeznaczony do dostarczania prądu.

Aby uzyskać akceptację zapytania ofertowego, poproś odokładny model ogniwa, skład chemiczny, arkusz danych, profil ładowania, limity rozładowania, warunki testu cyklu-życia, projekt zabezpieczeń i dokumentacja zgodności.

Ta informacja jest bardziej użyteczna niż słowa „LiPo” lub „Li-ion” w cytacie.

2. Gęstość energii LiPo i Li-Li-ion: porównanie gotowego pakietu, a nie tylko ogniwa

Ogólne porównania często cytują240–270 Wh/kg dla cylindrycznych ogniw litowo-jonowych-I180–230 Wh/kg dla ogniw typu woreczek LiPo.

Zakresy te są przydatne do wczesnych dyskusji na temat zaopatrzenia, ale nie stanowią uniwersalnych ograniczeń inżynieryjnych.

Energia właściwa zależy od składu chemicznego katody, obciążenia elektrody, architektury ogniwa, mocy, marginesu bezpieczeństwa i wytwarzania produktu. Nowoczesne ogniwa litowo-jonowe-mogą również osiągać bardzo wysoką energię właściwą.[2]

W przypadku zakupów porównaj oddzielnie dwa wskaźniki:

Poziom ogniwa-Wh/kg

I

Poziom opakowania-Wh/kg i Wh/L

Ma to znaczenie, ponieważ cylindryczny zestaw akumulatorów wymaga również uchwytów, połączeń wzajemnych, izolacji, okablowania, elektroniki BMS i wsparcia konstrukcyjnego.

A niestandardowy akumulator LiPomoże efektywniej wykorzystać dostępną objętość wewnętrzną produktu, ponieważ jego wymiary można dopasować do obudowy.

Porównaj także energię wWh, nie tylko mAh.

Energia akumulatora (Wh)=Napięcie nominalne × pojemność (Ah)

Przykłady:

3,7 V × 2 Ah=7.4 Wh

7,4 V × 2 Ah=14.8 Wh

Dwa opakowania o tej samej wartości mAh niekoniecznie przechowują tę samą energię.

3. Niestandardowy kształt baterii LiPo: główny powód wyboru ogniw typu woreczek

Najsilniejszy argument zakupowy dla Aniestandardową baterię LiPojest zwykle integracją mechaniczną.

StandardBateria 18650ma około 18 mm średnicy i 65 mm długości. Format jest dojrzały i przewidywalny, ale obudowa musi uwzględniać tę geometrię.

Niestandardowa komora woreczka daje zespołowi produktowemu większą kontrolę nad:

• Długość.
• Szerokość.
• Grubość.
• Pojemność.
• Długość drutu.
• Typ złącza.
• Obwód ochronny.
• Konfiguracja NTC.

Oto dlaczegoniestandardowe akumulatory LiPosą szeroko stosowane wurządzenia do noszenia, elektronika medyczna, urządzenia śledzące GPS, czujniki IoT, produkty podręczne, drony, sprzęt RC i kompaktowa elektronika użytkowa.

Uniwersytet Baterii zauważa, że ​​konstrukcja torebek może zmniejszyć wagę opakowania i obsługiwać cieńsze formaty ogniw w porównaniu ze sztywnymi obudowami.[1]

Z punktu widzenia kupującego jest to właściwy powód, aby płacić za personalizację:

Ogniwo rozwiązuje problem pakowania, którego znormalizowany format cylindryczny nie jest w stanie skutecznie rozwiązać.

Prawdziwy przykład projektu: niestandardowa bateria LiPo do urządzenia IoT
Amerykański producent elektroniki potrzebował:Bateria 3,7 V do kompaktowego urządzenia IoT, tylko z13 × 45 × 66 mmdostępnej przestrzeni wewnętrznej.

Ponieważ wysokość 13 mm nie była w stanie skutecznie pomieścić cylindrycznej celi, opracowaliśmyniestandardowa bateria LiPo 124565aby zmaksymalizować pojemność w dostępnej przestrzeni.

 

 

Ostateczne rozwiązanie

• Rozmiar komórki:12 × 45 × 65 mm
• Rozmiar opakowania:12 × 45 × 66 mm
• Woltaż:3.7V, 1S1P
• Pojemność:2450 mAh
• Ciągłe rozładowanie:0.5C
• PCM: zabezpieczenie przed przeładowaniem,-nadmiernym rozładowaniem,-zwarciem
• Drut: dwa przewody,50 mm

 

Ten przypadek pokazuje kluczową zaletę niestandardowej baterii LiPo:maksymalizacja pojemności użytkowej, gdy przestrzeń produktu jest mocno ograniczona.

4. Szybkość rozładowania baterii LiPo i Li-Li-ion: nie zatwierdzaj baterii wyłącznie na podstawie współczynnika C-

Często się to słyszyBaterie LiPo zawsze zapewniają wyższą szybkość rozładowania niż baterie Li-jonowe.

To jest zbyt szerokie.

Niektórewysokorozładowane-akumulatory LiPosą przeznaczone do bardzo wysokiego prądu i mogą być reklamowane pod adresem20°C, 30°C, 50°C lub więcej. Istnieją również cylindryczne ogniwa litowo-jonowe-o dużej mocy.

Właściwym porównaniem jest dokładna komórka pod rzeczywistym profilem obciążenia.

W sprawie zaopatrzenia poproś:

 Znamionowy ciągły prąd rozładowania.

 Maksymalny lub impulsowy prąd rozładowania.

 Czas trwania-prądu impulsu.

 Opór wewnętrzny.

 Spadek napięcia pod obciążeniem.

 Wzrost temperatury ogniwa.

 Minimalne napięcie rozładowania.

 Cykluj-dane dotyczące życia przy wymaganym prądzie.

Główna stawka C-nie wystarczy.

Na przykład, jeśli ogniwo 2 Ah ma temperaturę 20°C:

2 Ah × 20°C=40 A

Nie oznacza to jednak automatycznie, że 40 A nadaje się do ciągłego użytku produkcyjnego. Ocena nadal wymaga określenia czasu trwania testu, temperatury, odcięcia napięcia i-warunków cyklu życia.

W przypadku zamówień publicznychprąd użytkowy w określonych warunkach pracyma większe znaczenie niż największa liczba wydrukowana na arkuszu specyfikacji.

5. Dlaczego drony i produkty zdalnie sterowane często korzystają z akumulatorów LiPo-wysokorozładowanych

Drony i systemy RC mogą wymagać szybkich zmian prądu podczas startu, przyspieszania, wznoszenia i manewrowania.

To faworyzuje akumulatory z:

niski opór wewnętrzny, wysoki-prąd szczytowy, niewielka waga i duży stosunek mocy-do-masy.

Oto dlaczegoakumulatory LiPo o wysokim współczynniku-C-są powszechne w tych zastosowaniach.

Jednak twierdziłBateria LiPo 50Cnależy jeszcze zweryfikować.

Dostawca powinien określić, czy temperatura 50°C to temperatura ciągła czy wybuchowa, jak długo trwa wybuch, jaki ma zastosowanie limit temperatury, jakie napięcie odcięcia zostało zastosowane i jak wartość znamionowa wpływa na żywotność cyklu.

W przypadku dostawców OEM krzywe testów dostawców są cenniejsze niż główna ocena C-.

„500 cykli” niewiele znaczy, chyba że dostawca określi pozostałą wydajność po 500 cyklach.

W przypadku zapytania ofertowego użyj mierzalnego wymagania, takiego jak:

Cykl życia: większy lub równy 500 cykli do większy lub równy 80% początkowej pojemności znamionowej w ramach uzgodnionego profilu ładowania/rozładowania w temperaturze 25 stopni.

Następnie poproś o krzywą testową.

Dzięki temu zakup staje się kryterium akceptacji, a nie twierdzeniem marketingowym.

7. Bezpieczeństwo akumulatorów LiPo i Li-litowo-jonowych: zakwalifikuj kompletny system akumulatorów

ObydwaLBaterie iPo i litowo-jonowe mogą ulegać niestabilności termicznejw przypadku poważnego przeładowania, przegrzania, wewnętrznego zwarcia, wad produkcyjnych lub uszkodzeń mechanicznych.[3]

Ich zachowanie mechaniczne jest różne.

CylindrycznyOgniwo litowo-jonowewykorzystuje sztywną metalową puszkę, która zapewnia silniejszą ochronę mechaniczną-na poziomie komórki.

A Akumulator LiPo w etuiwykorzystuje elastyczne opakowania laminowane i dlatego potrzebuje odpowiedniego zabezpieczenia przed przebiciem, zgnieceniem, nadmiernym ściskaniem, ostrymi krawędziami i nietypowym pęcznieniem.

Aby zakwalifikować pakiet, sprawdź:

• Ochrona przed przeładowaniem.
• Ochrona przed nadmiernym rozładowaniem.
• Zabezpieczenie nadprądowe.
• Zabezpieczenie przed zwarciem-.
• Wykrywanie temperatury.
• Równoważenie ogniw tam, gdzie ma to zastosowanie.
• Izolacja mechaniczna.
• Kompatybilność z ładowarką.
• Wartości znamionowe złącza i przewodu.
• Projekt BMS lub PCM.
• Możliwość śledzenia komórek i partii.

W przypadku przenośnych akumulatorów litowych,IEC 62133-2określa wymagania bezpieczeństwa i testy dotyczące zamierzonego użycia i racjonalnie przewidywalnego niewłaściwego użycia.[4]

Do celów transportu ogniwa i baterie litowe muszą również spełniać odpowiednie wymaganiaPodręcznik badań i kryteriów ONZ, sekcja 38.3wymagania.[5]

W przypadku zamówień te dokumenty stanowią część kwalifikacji dostawcy,-a nie dokumenty, które należy zebrać po ukończeniu projektu.

8. Koszt baterii LiPo i Li-Li-ion: porównaj całkowity koszt systemu

StandardPakiet akumulatorów litowo-jonowych 18650-często ma tę zaletę, gdy produkt ma już wystarczająco dużo miejsca na cylindryczne ogniwa.

Format ma dojrzały łańcuch dostaw, ustandaryzowane wymiary i dużą skalę produkcyjną.

A niestandardową baterię LiPomoże wymagać więcej pracy inżynieryjnej, ponieważ dostosowywanie może obejmować wymiary ogniw, wypustki, PCM/BMS, NTC, przewody, złącza, izolację, etykietowanie i konstrukcję opakowania.

Może to zwiększyć koszty rozwoju lub MOQ.

Jednak sama cena jednostkowa może dać błędną odpowiedź.

Niestandardowa bateria w etui może obniżyć całkowity koszt produktu, jeśli umożliwi zespołowi inżynieryjnemu:

 Zmniejsz rozmiar obudowy.

 Zmniejsz wagę produktu.

 Wyeliminuj oddzielne uchwyty na ogniwa.

 Uprość montaż.

 Unikaj przeprojektowywania PCB.

 Efektywniej wykorzystuj głośność wewnętrzną.

Prawidłowe porównanie jest zatem następujące:

Cena baterii + koszt mechaniczny + koszt elektroniki + koszt montażu + koszt certyfikacji + oczekiwany koszt-awarii w terenie.

To jest liczba, którą zamówienia powinny zoptymalizować.

Bez tych danych niska oferta może po prostu oznaczać, że dostawca oferuje inny akumulator.

10. Kiedy wybrałbym niestandardową baterię LiPo

A niestandardową baterię LiPoma sens, gdy jeden lub więcej z poniższych czynników napędza projekt:

• Urządzenie musi być cienkie.
• Długość, szerokość i grubość baterii są ściśle ograniczone.
• Waga produktu ma kluczowe znaczenie.
• Wnęka baterii jest płaska lub-niestandardowa.
• Wymagana jest niestandardowa konfiguracja przewodu, złącza, NTC lub PCM.
• Ważna jest wysoka wydajność-w-masie.
• Akumulator należy zaprojektować wokół obudowy, a nie obudowę wokół akumulatora.

Typowe zastosowania obejmująurządzenia do noszenia, urządzenia śledzące GPS, elektronika medyczna, urządzenia IoT, drony, produkty RC, elektronika podręczna i kompaktowe produkty konsumenckie.

11. Kiedy wybrałbym akumulator litowo-jonowy 18650-

JakiśPakiet akumulatorów litowo-jonowych 18650-jest zwykle silniejszą opcją, gdy:

• Obudowa ma wystarczającą-przestrzeń na cylindryczne ogniwa.
• Wytrzymałość mechaniczna ma znaczenie.
• Preferowane są standardowe formaty komórek.
• Przydatna jest-konstrukcja szeregowa modułowa.
• Dywersyfikacja dostawców jest ważna.
• W projekcie wykorzystano sprawdzone ogniwa cylindryczne o-wysokiej energii lub{1}}mocy.
• Koszt opakowania i skalowalność produkcji to kluczowe wymagania.

Typowe zastosowania obejmująelektronarzędzia, sprzęt przemysłowy, robotyka, przenośne systemy zasilania, systemy zasilania awaryjnego i większe zestawy akumulatorów.

12. Bateria LiPo a bateria litowo-jonowa-: podsumowanie zakupów

W przypadku zakupu decyzję można sprowadzić do tego:

Wybierz niestandardowy LiPo, aby uzyskać elastyczność pakowania. Wybierz cylindryczny Li-jonowy, aby ujednolicić format.

Następnie sprawdź poprawność dokładnej komórki.

Nie zatwierdzaj baterii wyłącznie na podstawie:

mAh, współczynnik C-, nazwa składu chemicznego lub cena jednostkowa.

Zatwierdź na podstawie:

Wh, profil obciążenia, wydajność prądowa, wzrost temperatury,-dane dotyczące cyklu życia, architektura ochrony, dopasowanie mechaniczne, dokumentacja zgodności, identyfikowalność dostawcy i całkowity koszt systemu.

To właśnie od tej informacji zależy, czy akumulator będzie działał w produkcji.

Wniosek

Dla inżyniera zakupów,Wybór baterii LiPo i Li-Li-Ionnie jest konkursem popularności chemii.

A niestandardową baterię LiPojest najsilniejszy, gdy elastyczność opakowania, niska waga i niestandardowe wymiary decydują o produkcie.

Jakiś18650 lub inny cylindryczny akumulator litowo-jonowy.-jest najsilniejszy, gdy podstawą programu jest standaryzacja, wytrzymałość mechaniczna, modułowość i-elastyczność łańcucha dostaw.

Przed złożeniem zamówienia:

• Zdefiniuj profil obciążenia.
• Porównaj energię w Wh.
• Sprawdź prąd ciągły i szczytowy.
• Ustaw mierzalny cykl-wymagań życiowych.
• Przejrzyj integrację mechaniczną.
• Potwierdź architekturę ochrony.
• Sprawdź dokumenty zgodności.
• Sprawdź identyfikowalność dostawców i kontrolę zmian.
• Porównaj całkowity koszt systemu.

Najpierw zakwalifikuj dokładną komórkę. Porównaj cenę po drugie.