تفاوت باتری های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر؛ کدام یک بهتر است؟

زمان خرید یک گوشی هوشمند جدید، پاوربانک یا حتی تعویض باتری لپ‌تاپ قدیمی، احتمالا با دو اصطلاح Li-Ion و Li-Po در جدول مشخصات روبرو شده‌اید. شاید در نگاه اول این اسامی فقط یک واژه فنی به نظر برسند، اما واقعیت این است که نوع باتری تاثیر مستقیمی بر ایمنی، ضخامت و حتی طول عمر دستگاه شما دارد.

برای داشتن یک انتخاب هوشمندانه، درک تفاوت باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم-پلیمر ضروری است. در این مقاله از تکنوسان مگ قصد داریم بدون درگیر شدن با فرمول‌های پیچیده شیمیایی و به زبانی ساده، بررسی کنیم که کدام فناوری برنده میدان انرژی گجت‌های امروزی است و چرا باید به نوع باتری دستگاه‌تان اهمیت دهید. پس تا پایان این مطلب همراه ما باشید.

باتری لیتیوم یون چیست؟

قبل از اینکه وارد رینگ مقایسه شویم، بیایید با کهنه‌کار این میدان آشنا شویم. لیتیوم یون چیست؟ باتری‌های لیتیوم یون که به اختصار Li-Ion نامیده می‌شوند، استانداردی هستند که از اوایل دهه ۹۰ میلادی دنیای الکترونیک را متحول کردند. اساس کار این باتری‌ها بر پایه جابجایی یون‌های لیتیوم بین قطب مثبت (کاتد) و قطب منفی (آند) است.

نکته کلیدی که باید بدانید این است که در باتری‌های لیتیوم یون، الکترولیت به صورت مایع است. این مایع شیمیایی بسیار کارآمد است و اجازه می‌دهد جریان الکتریکی به راحتی برقرار شود. به دلیل قدمت بالا و خطوط تولید گسترده در سراسر جهان، هزینه ساخت این باتری‌ها بسیار پایین است. آن‌ها معمولا در یک محفظه فلزی محکم قرار می‌گیرند تا از نشت مایع جلوگیری شود؛ دقیقاً مثل همان باتری‌های قلمی که می‌شناسید، اما با تکنولوژی بسیار پیشرفته‌تر.

باتری لیتیوم پلیمر چیست؟

حالا نوبت به رقیب جدیدتر می‌رسد. لیتیوم پلیمر چیست؟ تکنولوژی لیتیوم-پلیمر (Lithium-Polymer) یا Li-Po، در واقع نسل جدیدتر و تکامل‌یافته همان لیتیوم یون است. تفاوت اصلی در اینجا، نوع الکترولیت استفاده شده است. در باتری‌های Li-Po، به جای مایع فرار، از یک الکترولیت پلیمری استفاده می‌شود که می‌تواند به صورت جامد خشک یا نوعی ژل شیمیایی متخلخل باشد.

این تغییر شاید ساده به نظر برسد، اما در واقع مهم‌ترین عامل ایجاد تفاوت باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم-پلیمر است. استفاده از ژل یا پلیمر جامد به سازندگان اجازه می‌دهد تا باتری را در هر شکل و اندازه‌ای تولید کنند و دیگر محدود به استوانه‌های فلزی نباشند.

تفاوت باتری لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر

برای اینکه در یک نگاه متوجه کلیات ماجرا شوید، جدول زیر را برای شما آماده کرده‌ایم:

ویژگی	باتری لیتیوم-یون (Li-Ion)	باتری لیتیوم-پلیمر (Li-Po)
نوع الکترولیت	مایع شیمیایی	ژل پلیمری یا جامد متخلخل
وزن	سنگین‌تر (به دلیل قاب فلزی)	بسیار سبک و باریک
انعطاف در طراحی	محدود (استوانه‌ای/مستطیلی)	بسیار بالا (نازک، پهن، خمیده)
چگالی انرژی	بسیار بالا (انرژی بیشتر در حجم کم)	خوب (کمی کمتر از لیتیوم-یون)
ایمنی	ریسک نشت و اشتعال در فشار بالا	ایمن‌تر در برابر نشت و فشار
هزینه تولید	ارزان و مقرون‌به‌صرفه	گران تر
طول عمر	طولانی (۵۰۰ تا ۱۰۰۰ سیکل)	متوسط

بررسی تخصصی تفاوت باتری‌های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر

وقتی صحبت از عملکرد فنی می‌شود، تفاوت باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم-پلیمر جنبه‌های مختلفی پیدا می‌کند. اولین فاکتور چگالی انرژی است. چگالی انرژی یعنی چه مقدار انرژی را می‌توانیم در یک حجم مشخص ذخیره کنیم.

به طور سنتی، باتری‌های لیتیوم یون چگالی انرژی بسیار بالایی دارند. این یعنی در یک ابعاد استاندارد، می‌توانند انرژی زیادی را در خود نگه دارند و به همین دلیل در خودروهای برقی (مثل تسلا) و ابزارهای صنعتی که نیاز به قدرت بالا و هزینه کم دارند، همچنان از هزاران سلول لیتیوم یون استفاده می‌شود.

فرق باتری li-ion و li-po

اگر بخواهیم فرق باتری li-ion و li-po را از نظر فیزیکی و طراحی بررسی کنیم، باید به کلمه "انعطاف‌پذیری" اشاره کنیم.

باتری‌های یونی اسیرِ قاب‌های خود هستند. آن‌ها نمی‌توانند خم شوند و باید مستطیل یا استوانه باشند. تصور کنید طراحان بخواهند یک گوشی تاشو بسازند؛ با باتری لیتیوم-یون عملاً این کار غیرممکن یا بسیار دشوار است.

اما باتری‌های پلیمری در پوشش‌های فویلی آلومینیومی (Pouch Cell) قرار می‌گیرند که شبیه به بسته‌بندی آدامس است. این ویژگی باعث می‌شود سازندگان بتوانند باتری را دقیقاً به شکل فضای خالیِ باقی‌مانده در دستگاه طراحی کنند. این نکته یکی از جنبه‌های کلیدی تفاوت باتری‌های-لیتیوم یون و لیتیوم-پلیمر است که باعث محبوبیت انفجاری Li-Po در دهه اخیر شده است.

مقایسه امنیت باتری لیتیوم یون و پلیمر

هیچ‌کس دوست ندارد گجتی که در دست می‌گیرد یا شب‌ها کنار بالش خود می‌گذارد، ناامن باشد. مقایسه امنیت باتری لیتیوم یون و پلیمر همیشه یکی از بحث‌برانگیزترین موضوعات دنیای تکنولوژی بوده است. باتری‌های لیتیوم یون اگرچه بسیار ایمن‌تر از گذشته شده‌اند، اما ذاتاً به دلیل داشتن الکترولیت مایع قابل اشتعال، تحت فشار شدید یا حرارت بالا ممکن است دچار فرار حرارتی شوند. اگر مدار محافظ باتری خراب شود یا ضربه فیزیکی شدیدی به آن وارد شود، احتمال آتش‌سوزی وجود دارد.

اما در سمت دیگر، باتری‌های لیتیوم پلیمر ساختاری پایدارتر دارند. ژل به‌کار رفته در آن‌ها نشتی ندارد و در برابر ضربه مقاوم‌تر است. البته این به معنای ایمنی صددرصدی نیست؛ یک مشکل شایع در باتری‌های پلیمری باد کردن یا متورم شدن است که نشان‌دهنده پایان عمر باتری یا نقص فنی است. با این حال، از نظر خطر انفجار و آتش سوزی ناگهانی، تفاوت باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم-پلیمر به نفع مدل پلیمری است و این مدل را به گزینه امن‌تری تبدیل می‌کند.

طول عمر باتری لیتیوم پلیمر در مقابل لیتیوم یون

کاربران همیشه این سوال را می‌پرسند کدام باتری دیرتر خراب می‌شود؟ طول عمر باتری لیتیوم پلیمر در مقابل لیتیوم یون چگونه است؟

پیری باتری با واحدی به نام سیکل شارژ (Cycle Count) اندازه‌گیری می‌شود. هر بار که شما ۱۰۰٪ ظرفیت باتری را استفاده می‌کنید (چه یک‌باره و چه در چند مرحله)، یک سیکل محسوب می‌شود.

• لیتیوم یون: این باتری‌ها معمولا عمر طولانی‌تری دارند و کمتر دچار افت ظرفیت ناگهانی می‌شوند. آن‌ها اثر حافظه ندارند، یعنی نیازی نیست قبل از شارژ کاملاً خالی شوند.
• لیتیوم پلیمر: عمر این باتری‌ها نیز بسیار خوب است اما کمی حساس‌ترند. آن‌ها نباید برای مدت طولانی بدون استفاده بمانند و دشارژ کامل (رسیدن به ۰ درصد) می‌تواند زودتر به آن‌ها آسیب بزند.

مزایا و معایب باتری لیتیوم پلیمر

برای درک بهتر جایگاه این تکنولوژی، بیایید نگاهی لیست‌وار به مزایا و معایب باتری لیتیوم پلیمر بیندازیم:

مزایا:

• سبکی و ظرافت: وزن بسیار کم نسبت به حجم.
• ایمنی بالاتر: مقاومت عالی در برابر نشت مواد شیمیایی.
• شکل‌پذیری: قابل تولید در ضخامت‌های کمتر از ۱ میلی‌متر (مناسب کارت‌های اعتباری هوشمند).
• نرخ تخلیه خودکار پایین: وقتی دستگاه خاموش است، شارژ آن به کندی کم می‌شود.

معایب:

• قیمت بالا: هزینه تولید آن بیشتر از لیتیوم-یون است که قیمت نهایی گجت را بالا می‌برد.
• چگالی انرژی کمتر: نسبت به لیتیوم-یون‌های استوانه‌ای، انرژی کمتری در هر واحد حجم دارند.
• غیرقابل تعویض بودن: معمولاً درون دستگاه مهر و موم می‌شوند و کاربر نمی‌تواند آن‌ها را تعویض کند.

دانستن این موارد به شما کمک می‌کند تا هنگام مواجهه با تفاوت باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم-پلیمر در مشخصات فنی، دلیل گرانی یا ارزانی برخی دستگاه‌ها را بهتر درک کنید.

تفاوت باتری گوشی لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر

امروزه تقریباً تمام پرچمداران بازار موبایل (اپل، سامسونگ، شیائومی و...) از باتری‌های لیتیوم پلیمر استفاده می‌کنند. اما دلیل این انتخاب چیست؟ تفاوت باتری گوشی لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر در اینجا به فضا برمی‌گردد.

گوشی‌های امروزی پر از قطعات هستند: چندین لنز دوربین، سنسورهای مختلف، موتور ویبره و آنتن‌های 5G. تنها راه جای دادن همه این‌ها در یک بدنه باریک، استفاده از باتری‌ای است که شکل‌پذیر باشد. باتری‌های پلیمری می‌توانند L شکل یا پله‌ای ساخته شوند تا از هر ذره فضای خالی استفاده کنند.

علاوه بر این، تکنولوژی‌های شارژ سریع (Fast Charge) که حرارت زیادی تولید می‌کنند، با ساختار لایه‌ای باتری‌های پلیمری سازگاری بهتری دارند. با این حال، در گوشی‌های اقتصادی و ارزان‌قیمت، هنوز هم ممکن است برای کاهش هزینه از باتری‌های لیتیوم-یون استفاده شود که معمولاً باعث افزایش ضخامت و وزن گوشی می‌شود. پس یکی از دلایل تفاوت باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم-پلیمر در قیمت گوشی‌ها، همین موضوع است.

باتری لیتیوم پلیمر برای لپ تاپ بهتر است؟

آیا هنگام خرید لپ‌تاپ باید نگران این موضوع باشیم؟ باتری لیتیوم پلیمر برای لپ تاپ بهتر است؟

اگر به دنبال خرید یک مک‌بوک هستید، قطعا باتری آن لیتیوم پلیمر است. این باتری‌ها اجازه می‌دهند لپ‌تاپ شما ضخامتی به اندازه یک دفترچه یادداشت داشته باشد. اما این باریکی به بهای سخت شدن تعمیرات تمام می‌شود، معمولاً این باتری‌ها به بدنه چسبیده هستند.

در مقابل، لپ‌تاپ‌های گیمینگ ضخیم و مدل‌های صنعتی قدیمی‌تر، همچنان از باتری‌های لیتیوم یون استفاده می‌کنند. این باتری‌ها ارزان‌ترند، ظرفیت بسیار بالایی دارند و در صورت خرابی، تعویض سلول‌های آن‌ها راحت‌تر و کم‌هزینه‌تر است. بنابراین در اینجا تفاوت باتری‌های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر، انتخاب بین قابلیت حمل و زیبایی در برابر قدرت خام و هزینه کمتر است.

نحوه تشخیص باتری لیتیوم یون از پلیمر

شاید برایتان سوال شده باشد که باتری دستگاه من از کدام نوع است؟ نحوه تشخیص باتری لیتیوم یون از پلیمر چند راه ساده دارد:

• خواندن برچسب: روی بدنه باتری یا جعبه دستگاه به دنبال عبارت Li-ion یا Li-Po بگردید.
• لمس فیزیکی: اگر باتری قابل جدا شدن است، آن را لمس کنید. باتری‌های لیتیوم-یون بدنه‌ای سخت و غیرقابل انعطاف (فلزی یا پلاستیک سخت) دارند. اما باتری‌های پلیمری معمولاً در یک فویل نقره‌ای یا مشکی پیچیده شده‌اند و حالتی کمی نرم و فشرده دارند.
• توجه به وزن: اگر باتری نسبت به اندازه‌اش به طرز مشکوکی سبک است، احتمالاً پلیمری است.

باتری لیتیوم یون بهتر است یا لیتیوم پلیمر؟

به سوال نهایی و جمع‌بندی می‌رسیم: باتری لیتیوم یون بهتر است یا لیتیوم پلیمر؟ پاسخ این است که هیچ‌کدام مطلقا بهتر نیستند، هرکدام برای هدف خاصی ساخته شده‌اند.

اگر اولویت شما هزینه کم، دوام بالا در شرایط سخت و ظرفیت انرژی حداکثری است، باتری لیتیوم یون هنوز پادشاه بی‌رقیب است. این باتری‌ها امتحان خود را پس داده‌اند و بسیار قابل اعتمادند. اما اگر اولویت شما وزن سبک، طراحی باریک و مدرن و ایمنی بیشتر است (برای گوشی، تبلت و لپ‌تاپ‌های ظریف)، قطعا لیتیوم پلیمر برنده است. صنعت الکترونیک مصرفی به وضوح در حال حرکت به سمت این فناوری است.