Mengapa baterai lithium-ion 3.8V digunakan di perangkat seluler, alih-alih baterai 3.6V atau 3.7V?

Saya telah memperhatikan tren aneh dalam baterai lithium-ion yang digunakan dalam smartphone dan tablet: daripada 3,6V atau 3,7V per sel khas kebanyakan baterai Li-ion dalam jenis perangkat konsumen lain, mereka menggunakan baterai 3,8V yang dibebankan pada tegangan maksimum 4,35V (ini adalah kasus dengan Nexus 5X dan Nexus 9 saya). Paling tidak dalam satu kasus ( baterai LG G5 ), baterai memiliki tegangan nominal 3,85V dan dibebankan ke 4.4V.

Ada apa dengan sel-sel Li-ion tegangan tinggi ini? Saya bisa mengerti bahwa tegangan yang lebih tinggi diterjemahkan menjadi energi yang lebih keseluruhan, tetapi mengapa mengejar tegangan yang lebih tinggi daripada hanya kapasitas yang lebih tinggi (seperti yang dilakukan dengan 18650 sel)? Apakah ada kelemahan menggunakan baterai jenis ini?

Diskusi obrolan yang dimulai di sini menunjukkan bahwa voltase yang lebih tinggi ini khusus untuk baterai Li-poly dan tidak berlaku untuk sel silinder seperti 18650 atau sel prismatik seperti yang digunakan pada baterai kamera kompak. Benarkah ini masalahnya?

voltage batteries lithium-ion cellphone bwDraco
sumber

Mungkin perbaikan dalam konstruksi dan / atau kimia yang memungkinkan ini? Tegangan yang bermuatan tinggi berarti kekuatan mekanik internal yang lebih tinggi pada baterai Li-po, saya kira.

user2943160

Saya tidak yakin kami dapat memberikan jawaban yang tepat untuk pertanyaan Anda. Detail-detail ini berada pada tingkat manufaktur dan karena proses dan bahan meningkatkan tegangan yang lebih tinggi adalah efek samping alami. Detail yang bagus adalah hak milik dan dilindungi oleh hak cipta, sehingga Wikipedia pun tidak akan menawarkan bantuan.

Sparky256

@ Sparky256: Saya tidak perlu mencari informasi tentang kimia yang mendasarinya. Saya mencari informasi tentang alasan praktis untuk memilih jenis kimia ini di perangkat seluler dan pengorbanan yang terlibat.

bwDraco

@ bbwaco Ini adalah kimia yang disempurnakan, bukan kimia yang baru, atau perubahan voltase akan lebih dramatis dari pada volt ke-10. Pabrik baterai melindungi detail proses ini. Mereka tidak dipublikasikan, karena 15 menit pencarian tidak membuahkan hasil. Itu seperti bertanya bagaimana kapasitor lebih kecil tetapi dengan kapasitansi yang lebih tinggi atau sama. Ini adalah tentang proses pembuatan yang lebih baik dan lebih banyak bahan murni.

Sparky256

Saya akan menebak bahwa jika mereka meninggalkan tegangan yang sama, mereka hanya dapat meningkatkan kapasitas dengan membuat sel lebih besar / lebih tebal versus beberapa voodoo kimia yang mereka temukan untuk meningkatkan tegangan dan meningkatkan kapasitas keseluruhan tanpa meningkatkan ukuran fisik.

Vince Patron

Jawaban:

Jadi saya melakukan riset dan menemukan bahwa ada kemajuan terbaru dalam teknologi baterai yang memungkinkan sel LiPo, yang digunakan di kedua perangkat seluler dan aplikasi hobi / RC, untuk beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi. Secara khusus, aditif silikon-graphene digunakan dalam anoda untuk melindungi terhadap korosi pada tegangan yang lebih tinggi, yang memungkinkan mereka untuk diisi ke 4.35V atau bahkan 4.4V. Ini menghasilkan kepadatan energi yang sedikit lebih tinggi, tetapi pengisian baterai ke voltase yang lebih tinggi dapat mengurangi masa pakainya.

Konsumsi daya yang tinggi dari perangkat seluler berarti kepadatan energi yang tinggi lebih penting daripada karakteristik lainnya. Ini berarti bahwa pengurangan masa kerja adalah pertukaran yang dapat diterima; karena konsumen biasa mengganti ponsel cerdas mereka setiap dua tahun, masa pakai bukan persyaratan utama.

Intinya, tegangan yang lebih tinggi hanyalah jalan lain untuk meningkatkan kepadatan energi secara keseluruhan.

bwDraco
sumber

Beri +1 untuk ringkasan yang bagus dari semua komentar di atas, dan intuisi yang baik.

Sparky256

Praktis, mereka menipu dengan menagih berlebihan. Itu sebabnya mereka mati lebih cepat. Saya bisa menggunakan 4.4V dengan sel Li-Ion apa pun, tetapi tidak akan bertahan selama biasanya.

Overmind

@ Overmind, tidak, mereka tidak "menipu". Jawaban ini secara khusus menyatakan bahwa kemajuan teknologi memungkinkan ini terjadi. Sel-sel 4,35-V modern memiliki jumlah siklus charge-discharge yang sama atau lebih tinggi, yang dijamin oleh penelitian, karakterisasi, dan tes produksi.

Ale..chenski

Ya, mereka curang. Isi daya baterai ke 4.2 saja dan Anda akan melihat peningkatan yang sangat signifikan dalam masa pakai baterai. Saya dapat mengubah setiap sel 18650 menjadi 4,35 dan berfungsi dengan baik, tetapi akan berakhir dengan rentang hidup yang lebih pendek dan signifikan. Ini terbukti dan diuji untuk sel LG, Samsung, Sony dan Sanyo / Panasonic.

Overmind

@ Overver: Tidak. Ada perubahan aktual dalam kimia sel yang memungkinkan ini. Untuk sel normal, 4.35V tidak aman untuk diisi ulang secara teratur dan pada dasarnya adalah margin keselamatan. Untuk sel-sel baru, 4.35V adalah tegangan yang aman, bahkan jika pengisian ke tegangan itu mempercepat degradasi sel. Ini masalah risiko ventilasi sel / api lebih dari yang lain; kimia yang ditingkatkan mengurangi risiko ini dan memungkinkan tegangan yang lebih tinggi.

bwDraco

-2

angka ini 3.6-3.7-3.8V adalah tegangan nominal sel selama pelepasannya. contoh: baterai menjadi 4.2V penuh untuk mengosongkan 3.0V pada tingkat linier, akan memiliki tegangan nominal 3.6V. Baterai kedua berjalan dari 4.3V penuh tot 3.3V kosong akan memiliki tegangan nominal 3.8V

jika perangkat Anda menggunakan daya 3Watts, maka baterai harus memberikan 714mA pada 4,2V tetapi ketika hampir kosong pada 3,0V baterai harus memberikan 1000mA. kapasitas baterai (contoh =>) 1500mAh akan kosong lebih cepat. Baterai kedua akan menghasilkan 697mA pada 4,3V hingga 909mA pada 3,3V saat hampir kosong.

baterai 3,8V 1500mAh akan bekerja lebih lama dari baterai 3,6V 1500mAh. Tegangan debit yang lebih stabil lebih baik daripada kapasitas baterai yang lebih besar. yang paling penting untuk perangkat Anda adalah tingkat Wh.

3,8V x 1800mAh = 6,8Wh

3.6V x 1900mAh = 6.8Wh

Perangkat menggunakan 1W akan bekerja 6,8 jam dengan kedua baterai

andy
sumber