JBL แพ็คเซลล์ลิเธียมโพลิเมอร์ เทียบกับทางเลือกอื่น

เหตุใด jbl จึงใช้ลิเธียมโพลีเมอร์: ความหนาแน่นของพลังงาน รูปร่าง และการออกแบบที่ยืดหยุ่น

ความหนาแน่นของพลังงานตามปริมาตรสูงเป็นพิเศษในรูปแบบแพ็คซอง เหมาะสำหรับลำโพงพกพาขนาดกะทัดรัด

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ให้พลังงานมากกว่า 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ต่อปริมาตร เมื่อเทียบกับเซลล์ลิเธียมไอออนแบบทรงกระบอกมาตรฐาน ซึ่งหมายความว่าผู้ผลิตสามารถสร้างลำโพงที่บางและเบาลงได้ โดยไม่ลดอายุการใช้งานต่อการชาร์จแต่ละครั้ง แบตเตอรี่เหล่านี้มาในรูปแบบแผ่นฟิล์มยืดหยุ่นแทนที่จะเป็นเคสโลหะแข็ง ทำให้นักออกแบบมีอิสระมากขึ้นในการจัดรูปร่างให้พอดีกับอุปกรณ์ที่กำลังพัฒนา สำหรับอุปกรณ์อย่างลำโพงพกพาหรือหูฟัง บริษัทต่างๆ รายงานว่าสามารถผลิตสินค้าที่บางลงโดยรวมประมาณ 40% ขณะที่ยังคงรักษายอดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ดี สิ่งที่ทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้พิเศษคือ ระบบอิเล็กโทรไลต์แบบเจล ซึ่งสารชนิดนี้ไม่รั่วไหลเหมือนเทคโนโลยีรุ่นก่อน และยังช่วยให้วิศวกรสามารถดัดโค้งและเรียงซ้อนเซลล์ในรูปแบบที่ส่งผลดีต่อคุณภาพเสียงและความสะดวกสบายเมื่อผู้ใช้ถือหรือสวมใส่อุปกรณ์

น้ำหนักเบ JBL Li-Polymer Cell การรวมชุดแบตเตอรี่: มาตรฐานน้ำหนักต่อความจุในทางปฏิบัติ

JBL สามารถทำให้ได้ตัวเลขอัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนักที่น่าประทับใจ เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์โดยธรรมชาติมีน้ำหนักเบา ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ขนาดมาตรฐาน 20 วัตต์-ชั่วโมง จะมีน้ำหนักประมาณ 120 กรัม ซึ่งเบากว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น? ก็เพราะพวกเขาเลิกใช้เคสโลหะหนักๆ แล้วเปลี่ยนมาใช้วัสดุลามิเนตบางแต่ทนทานแทน ซึ่งยังคงความแข็งแรงแม้จะเบากว่ามาก อีกทั้งยังมีข้อดีเพิ่มเติมคือ รูปร่างแบบกระเป๋าแบนเรียบนี้ช่วยกระจายความร้อนออกไปตามตัวลำโพงได้ดีขึ้น ส่งผลให้มีปัญหาเรื่องความร้อนสะสมน้อยลง แม้ในพื้นที่จำกัดภายในดีไซน์ลำโพงร่วมสมัย

อายุการใช้งานรอบการชาร์จและประสิทธิภาพระยะยาวของชุดเซลล์ JBL ลิเธียมโพลิเมอร์

อายุการใช้งานจริง 300–500 รอบภายใต้การใช้งานเสียงทั่วไป (เมื่อเทียบกับลิเธียมไอออน NMC)

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ของ JBL โดยทั่วไปสามารถใช้งานได้ประมาณ 300 ถึง 500 รอบการชาร์จเมื่อใช้งานตามปกติ ซึ่งหมายถึงการชาร์จประมาณทุกสองสามวันในระหว่างการตั้งแคมป์หรือเดินทาง เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ (NMC) ที่สามารถใช้งานได้ 500 ถึง 1,000 รอบก่อนที่จะเริ่มเสื่อมสภาพอย่างชัดเจน แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์เหล่านี้จะเน้นที่ความบางและความปลอดภัยมากกว่าการเพิ่มจำนวนรอบการชาร์จสูงสุด โดยทั่วไปผู้ใช้ส่วนใหญ่จะสามารถใช้งานแบตเตอรี่เหล่านี้ได้ดีประมาณ 1.5 ถึง 3 ปี ในการยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ควรหลีกเลี่ยงการใช้แบตเตอรี่จนหมดเกลี้ยง ชาร์จอย่างสม่ำเสมอแต่ไม่บ่อยเกินไป และพยายามใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง 20 ถึง 25 องศาเซลเซียส

ช่องว่างในการจัดการความร้อนและผลกระทบต่อการเสื่อมสภาพในอุปกรณ์เสียงสำหรับผู้บริโภค

การจัดการความร้อนยังคงเป็นปัญหาใหญ่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ที่ใช้ในอุปกรณ์เสียงขนาดเล็ก เมื่อไม่มีระบบระบายความร้อนแบบแอคทีฟ การเล่นเสียงที่ระดับเสียงดังต่อเนื่องเป็นเวลานานอาจทำให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงเกิน 45 องศาเซลเซียส ความร้อนนี้ทำให้แบตเตอรี่สูญเสียความจุมากกว่าปกติถึง 30% เมื่อเทียบกับอุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งอยู่ที่ประมาณ 25 องศา เวลาผ่านไป การขยายตัวและหดตัวจากความร้อนนี้จะก่อให้เกิดไ dendrite เล็กๆ ภายในแบตเตอรี่ ซึ่งค่อยๆ กัดกร่อนวัสดุแอโนด นี่จึงอธิบายได้ว่าทำไมแบตเตอรี่เหล่านี้จึงมีจำนวนรอบการชาร์จน้อยกว่าในชีวิตจริง เมื่อเทียบกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ควบคุมสภาวะอย่างเข้มงวด เพื่อแก้ปัญหานี้ ผู้ผลิตมักใช้วิธีการหลายรูปแบบ เช่น อุปกรณ์บางรุ่นใช้เปลือกอลูมิเนียมที่ช่วยกระจายความร้อน อีกบางรุ่นใช้ฟีเจอร์ซอฟต์แวร์ที่ลดการใช้พลังงานเมื่ออุปกรณ์ทำงานต่อเนื่องเป็นเวลานาน นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ติดตั้งอยู่ภายในตัวแบตเตอรี่เอง ซึ่งจะปรับการจ่ายพลังงานโดยอัตโนมัติตามสภาวะปัจจุบัน

ความปลอดภัยและพฤติกรรมด้านความร้อน: JBL Li-Polymer เทียบกับ Li-ion และทางเลือก LiHV

ความเสี่ยงต่อการบวมและรั่วซึมที่ลดลงในดีไซน์ชุดเซลล์ Li-Polymer แบบปิดผนึกของ JBL

เซลล์แบบถุงของ JBL ที่เป็น Li-Polymer แบบปิดผนึกนั้นมีระบบอิเล็กโทรไลต์แบบเจลที่ทันสมัย แทนที่ตัวทำละลายแบบของเหลวที่ใช้กันในอดีต ซึ่งทำให้มีโอกาสรั่วซึมต่ำกว่ามากเมื่อเกิดการตกหล่น ถูกบดอัด หรือสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ตัวห่อหุ้มผลิตจากวัสดุแลมิเนตแบบยืดหยุ่น ซึ่งสามารถจัดการกับการสะสมของก๊าซได้ดีกว่าเคสโลหะแบบแข็ง นั่นหมายความว่ามีปัญหาแบตเตอรี่บวมในระยะยาวน้อยลง เมื่อพิจารณาจากการทดสอบความปลอดภัยของแบตเตอรี่ต่างๆ เซลล์แบบโพลิเมอร์เหล่านี้ดูเหมือนจะล้มเหลวในการทดสอบภายใต้สภาวะรุนแรงน้อยลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไป สำหรับอุปกรณ์อย่างหูฟังหรือลำโพง ที่ผู้คนพกพาติดตัวไปทั้งวัน ความน่าเชื่อถือในลักษณะนี้มีความแตกต่างอย่างชัดเจน

เกณฑ์อุณหภูมิเริ่มต้นการเพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว: Li-Polymer (130–150°C) เทียบกับ LiHV (110°C) เทียบกับลิเธียมไอออนชนิดโคบอลต์

ความเสถียรทางความร้อนเป็นพื้นฐานสำคัญต่อการทำงานของระบบเสียงกำลังสูงอย่างปลอดภัย เคมีภัณฑ์แบบ Li-Polymer ของ JBL จะเริ่มต้นการเพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิ 130–150°C ซึ่งให้ระยะปลอดภัยที่กว้างกว่าแบตเตอรี่ LiHV (~110°C) และเซลล์ลิเธียมไอออนชนิดโคบอลต์ (90–120°C)

ความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นหมายความว่าลำโพง JBL สามารถทำงานที่ระดับเสียงดังได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้ระบบระบายความร้อนขนาดใหญ่ที่เรามักเห็นในแบรนด์อื่น ๆ แต่พูดตามตรง หากอุปกรณ์เหล่านี้ร้อนเกินไปเป็นเวลานาน เช่น อุณหภูมิสูงกว่า 60 องศาเซลเซียส ก็จะเริ่มแสดงอาการเสื่อมสภาพเร็วกว่าที่คาดไว้ นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมการจัดการแบตเตอรี่อย่างชาญฉลาดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง กล่าวถึงจุดนี้ เกลที่ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์นั้นทนต่อเปลวไฟได้ดีกว่าของเหลวแบบดั้งเดิม และข้อมูลนี้ไม่ได้สร้างขึ้นมาเอง เพราะเมื่อไม่นานมานี้ ทางบริษัท Large Battery ได้ทดสอบและยืนยันข้อเท็จจริงนี้ในรายงานเปรียบเทียบระหว่างแบตเตอรี่ LiPo กับ Li-ion การที่เกลเหล่านี้ทนทานกว่านั้นก็เข้าใจได้ เมื่อพิจารณาจากปริมาณความร้อนที่แบตเตอรี่สร้างขึ้นระหว่างการทำงาน

ประสิทธิภาพการส่งพลังงานสำหรับแอปพลิเคชันเสียงที่ต้องการกำลังสูง

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ของ JBL โดดเด่นอย่างแท้จริงเมื่อพูดถึงคุณภาพเสียงระดับสูงจากลำโพงแบบพกพา แบตเตอรี่เหล่านี้จ่ายพลังงานอย่างสม่ำเสมอด้วยความต้านทานต่ำ ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างอย่างชัดเจนในเรื่องเสียงเบสที่ลึกและรายละเอียดของเสียงดนตรีที่ชัดเจน เซลล์แบบกระเป๋านี้มีความต้านทานภายในประมาณหรือต่ำกว่า 25 มิลลิโอห์ม จึงสามารถรับกระแสไฟฟ้าที่พุ่งสูงขึ้นอย่างฉับพลันได้ระหว่าง 15 ถึง 30 แอมป์ โดยไม่ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงมากนักแม้ในช่วงที่ดนตรีมีความเข้มข้นสูง นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมผู้ผลิตจึงนิยมใช้แบตเตอรี่เหล่านี้ร่วมกับแอมป์คลาส D ในปัจจุบัน แอมป์ประเภทนี้กำลังกลายเป็นมาตรฐานในอุปกรณ์เสียงพกพาคุณภาพสูง เพราะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงถึง 85 ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้แบตเตอรี่เหล่านี้เป็นแหล่งจ่ายไฟ แอมป์คลาส D จะยังคงให้เสียงที่สะอาด ปราศจากสัญญาณรบกวน แม้จะทำงานหนักเพื่อขับลำโพงขนาดใหญ่

ปัญหาจะเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่เหล่านี้ร้อนจัดในช่วงที่ทำงานที่กำลังสูงต่อเนื่องเป็นเวลานาน แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์สามารถรองรับการคายประจุระดับประมาณ 20C ได้ในช่วงสั้นๆ แต่การใช้งานต่อเนื่องภายใต้ภาระเกิน 10C ในตัวเรือนลำโพงขนาดกะทัดรัดเช่นนี้ จะทำให้อุณหภูมิภายในเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก อุณหภูมิภายในอาจสูงกว่าภายนอกได้ถึง 8 ถึง 12 องศาเซลเซียส และหากผู้ผลิตไม่ได้วางแผนการจัดการความร้อนตั้งแต่ต้น อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ก็จะลดลงอย่างรวดเร็ว โดยอาจสูญเสียความจุไปถึง 15% ถึง 20% ทุกๆ 100 รอบการชาร์จ เมื่อเทียบกับสภาพการใช้งานปกติ นั่นจึงเป็นเหตุผลที่บริษัทอย่าง JBL เริ่มนำแผ่นนำไฟฟ้าจากทองแดงมาใช้ในดีไซน์ของตน และพัฒนาเคลือบที่พิเศษสำหรับขั้วไฟฟ้า เทคนิคเหล่านี้ช่วยลดความร้อนที่เกิดจากความต้านทานไฟฟ้า ขณะเดียวกันก็ยังคงรักษารูปทรงลำโพงให้บางเบาพอที่จะพกพาใส่มือหรือกระเป๋าได้อย่างสะดวกสบาย เพราะแน่นอนว่า ไม่มีใครอยากได้ลำโพงที่ใหญ่และหนักเพียงเพราะต้องการระบบระบายความร้อนที่ดีขึ้น