باتری های لیتیوم پلیمر و C-Rate

باتری ها از جمله تجهیزاتی هستند که در چند دهه اخیر پیشرفت های چشم گیری داشته اند. یکی از این پیشرفت ها ظهور باتری های لیتیوم پلیمر بوده که صنعت آرسی را متحول کرده و به طور کلی بر روی پیشرفت صنایع مختلفی در جهان اثر گذار بوده اند. سابقه تولید و استفاده از باتری های لیتیوم پلیمری به تحقیقات گسترده بر روی سلول‌های لیتیوم- یون و لیتیوم- فلز در سال 1980 بازمی گردد. این پژوهش‌ها منجر به موفقیت بزرگی در این زمینه با تولید اولین سلول استوانه‌ای لیتیوم-یون توسط شرکت سونی در سال ۱۹۹۱ شد. پس‌ از آن سایر شکل‌های ساختاری و بسته‌بندی شامل قالب کیسه‌ای با نام لیتیوم- پلیمر نیز معرفی شدند.

باتری لیتیوم پلیمر :

باتری لیتیوم پلیمر (یا همان باتری لیتیوم-یون پلیمری) یک نوع باتری قابل شارژ است که از ترکیبات لیتیومی در الکترودهایش استفاده می‌کند. این باتری‌ها به طور گسترده در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها، دوربین‌های دیجیتال و دستگاه‌های پزشکی استفاده می‌شوند.

باتری لیتیوم پلیمر، همانند باتری‌های لیتیومی دیگر، از یک الکترولیت لیتیومی بین دو الکترود استفاده می‌کند. الکترود مثبت (کاتد) معمولاً از یک ساختار پلیمری تشکیل شده است که لیتیوم درون ذرات پلیمر را جذب می‌کند. الکترود منفی (آند) از موادی مانند گرافیت تشکیل شده است که آن نیز قادر به جذب لیتیوم درون ذرات خود است.

مزایای باتری لیتیوم پلیمر :

• ظرفیت انرژی بالا: باتری لیتیوم پلیمر دارای ظرفیت انرژی بالا بوده و از طریق شارژ و دشارژ مکرر قابل استفاده مجدد است.
• وزن سبک: این باتری‌ها در مقایسه با باتری‌های سنتی مانند باتری‌های نیکل کادمیوم (Ni-Cd) و نیکل فلزی-هیدریدی (Ni-MH) وزن سبک‌تری دارند، که آنها را برای دستگاه‌های قابل حمل مناسب می‌کند.
• عمر طولانی: باتری لیتیوم پلیمر دارای عمر طولانی‌تری می‌باشد و بیشترین تعداد چرخه شارژ و دشارژ را در مقایسه با باتری‌های دیگر دارد.

البته که باتری لیتیوم پلیمر نیز محدودیت‌هایی دارد. مثلاً، در صورتی که به درستی مدیریت نشوند، ممکن است دچار سرخود شدن و انفجار شوند. بنابراین، در کار با این باتری‌ها باید از دستورالعمل‌های ایمنی تولیدکننده پیروی کنید.

C-Rate یا ضریب جریان تخلیه باتری چیست؟

شاید بارها عبارت سی ریت C-rate یا ضریب جریان تخلیه باتری را شنیده باشید. C Rate در واقع میزان شارژ و دشارژ باتری را کنترل می‌کند. به عبارت دیگر، معیاری است که نشان می دهد باتری های مورد نظر با چه جریانی شارژ یا دشارژ شده و با چه سرعتی این اتفاق می افتد. اکثر باتریهای موجود در بازار دارای سی ریت 1C و حتی کمتر هستند.1C به این معنی است که یک باتری کاملاً شارژ شده با سرعت 1 آمپر ساعت باید 1 آمپر را برای یک ساعت تأمین کند، همان باتری با نرخ تخلیه 0.5C ، باید برای دو ساعت 500 میلی آمپر فراهم کند و در نرخ 2C، برای 30 دقیقه 2 آمپر را ارائه دهد. جدول زیر زمان نسبت به C-Rate های مختلف را نشان میدهد.

Time	C-Rate
12دقیقه	5C
30 دقیقه	2C
1 ساعت	1C
2 ساعت	0.5C or C/2
5 ساعت	0.2C or C/5
10 ساعت	0.1C or C/10
20 ساعت	0.05C or C/20

بطور کلی، باتری هادر بازار با C-Rate بالا و C-Rate پایین شناخته می‌شوند. باتری‌هایی با C-rate بالا مناسب برای شارژ یا دشارژ کردن سریع باتری هستند، در حالی که باتری‌هایی با C-Rate پایین مناسب برای بارگذاری آرام و طولانی مدت هستند. به عنوان مثال:

باتری لیتیوم پلیمر با C-rate بالا(های پاور): باتری‌های با C-rate بالا معمولاً در دستگاه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به شارژ سریع دارند، مانند پهپادها،زیردریایی ها،کواد کوپترو هلیکوپتر، وسایل رادیو کنترلی یا RC، جامپ استارترها و در C-Rate های کمی پایینتر در اکثر ابزارآلات استفاده می‌شوند. این باتری‌ها قادر به جذب و تخلیه جریان بالا در مدت زمان کوتاه هستند.

باتری لیتیوم پلیمر با C-rate پایین: باتری های با C-rate پایین مناسب برای دستگاه‌هایی است که نیاز به شارژ طولانی مدت و پایداری برای مدت طولانی دارند، مثل لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های همراه. این باتری‌ها در صورت شارژ و دشارژ آهسته، عمر طولانی‌تری را ارائه می‌دهند.

باتری فست شارژ (Fast Charging) با C-rate بالا: این روزها تکنولوژی باتری‌های فست شارژ در حال توسعه است. باتری‌هایی که قادر به شارژ سریع با C-rate بالا هستند، معمولاً در دستگاه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به شارژ سریع دارند، مانند گوشی‌های هوشمند و دستگاه‌های قابل حمل، این باتری‌ها امکان شارژ سریع را فراهم می‌کنند.

در نهایت، میزان مناسب C-rate برای باتری‌ها به نیازهای استفاده خاص شما و دستگاهی که باتری در آن استفاده می‌شود، بستگی دارد. همیشه مهم است دستورالعمل‌های سازنده را برای شارژ و دشارژ باتری مراعات کنید تا عمر مفید باتری حفظ شود.