Ličio polimerų baterijos

Dešimtojo dešimtmečio pradžioje, kai pramoninis ličio jonų baterijų panaudojimas įgavo pagreitį, buvo sukurtos pirmosios ličio baterijos pakuočių pavidalu - ličio polimero baterijos (žymėjimas „Li-Pol“ arba „Li-Po“).

Taigi ličio polimerų baterijos tapo vėlesne versija ličio jonų baterijos. Bet jei ličio jonų akumuliatoriuose naudojamas skystas elektrolitas, tai ličio polimero ekvivalentuose tai jau yra polimero kompozicija, iš esmės tai yra gelis. Dėl polimero pagrindo šio tipo akumuliatoriai turi didesnį savitąjį energijos intensyvumą nei kiti.

Būtent dėl ​​šios priežasties ličio polimero akumuliatoriai šiandien ypač plačiai naudojami daugelyje mobiliųjų prietaisų, kuriuose mažas svoris yra nepaprastai svarbus (dalykėliai, radijo bangomis valdomi žaislai ir kt.)

Tipinę ličio polimero bateriją sudaro keturios pagrindinės dalys: teigiamasis elektrodas (anodas), neigiamasis elektrodas (katodas), separatorius ir elektrolitas. Polimeras, toks kaip mikroporinė polietileno arba polipropileno plėvelė, gali veikti kaip separatorius. Taigi, net jei elektrolitas yra praktiškai skystas, akumuliatoriuje visada yra polimerinis komponentas.

Teigiamą elektrodą savo ruožtu galima padalyti į tris dalis: ličio pereinamąją medžiagą (ličio kobalto oksido arba ličio mangano oksido), laidų priedą ir polimerų rišiklį - polivinilideno fluoridą. Kalbant apie neigiamą elektrodą, jame taip pat yra trys dalys, o vietoje oksidų jame yra tik anglis (grafitas).

Ličio polimero akumuliatoriaus veikimo principas, kaip ir ličio jonų akumuliatoriaus veikimo principas, yra pagrįstas grįžtamu ličio jonų įterpimu (interkalacija ir dekakalacija) į teigiamų ir neigiamų elektrodų medžiagą, o elektrolitas tarnauja kaip laidžioji terpė ličio jonams, o čia reikalingas mikroporinis separatorius. kad priešingi elektrodai neliesti vienas kito.

Taigi separatorius pašalina pačių elektrodų dalelių, einančių tik ličio jonus, migraciją. Išsikrovus, įtampa tarp elektrodų svyruoja nuo 2,7 iki 3 voltų, o įkrautoje būsenoje siekia 4,2 volto (ličio-kobalto oksido akumuliatoriui). Ličio geležies fosfato (ličio jonų akumuliatoriaus tipas) šios vertės bus skirtingos - nuo 1,8 iki 2,0 voltų iškrovos būsenoje ir nuo 3,6 iki 3,8 voltų įkrautos būsenos.

Kiekvienai baterijai būdingos darbinės įtampos vertės nurodomos dokumentuose, be to, kiekvienoje baterijoje turi būti įrengta apsauginė grandinė, kuri neleidžia įtampai viršyti leistino diapazono. Jei elementai yra surinkti baterijose po to, kai sujungti iš eilės, tada būtina turėti balansavimo valdiklį, kuris išlaikytų priimtiną kiekvienos ląstelės įkrovą.

Ličio polimero akumuliatoriai tradiciškai skiriasi nuo įprastų ličio jonų akumuliatorių lanksčiu, o ne tvirtu rėmu. Dėl to ląstelė ne tik pasirodo 20% lengvesnė, bet ir turi didžiulį pranašumą, tai yra galimybę gaminti beveik bet kokios norimos formos akumuliatorius (nešiojamiesiems kompiuteriams, planšetiniams kompiuteriams ir kitiems mobiliesiems įrenginiams tai yra nepaprastai svarbu). Be to, ličio polimerų baterijų savaiminio išsikrovimo lygis yra tik apie 5% per mėnesį.

Galiausiai reikia atkreipti dėmesį į darbo ciklų, kurie ličio polimerų baterijoms siekia 900, skaičių. O esant 2C iškrovos srovei (dvigubai didesnei nei nominali talpa), šio tipo buitinių akumuliatorių talpa per visą eksploatavimo laiką sumažėja tik 20%.Specialioms reikmėms su netipiškai didelėmis veikimo srovėmis yra sukurtos specialios ličio polimero baterijos, kurios gali saugiai perkelti sroves į apkrovą didesne tvarka nei nominali vertė.