Теорија литијум-полимерске батерије

Теорија литијум-полимерске батерије

2023-5-12

Постоје две комерцијално доступне технологије на тржишту које се заједнички називају литијум-јонским полимери (где „полимер“ представља „полимер за изолацију електролита“).

Батерија се састоји од следећих делова:

Позитивна електрода: ЛиЦоО2 литијум кобалт диоксид или ЛиМн2О4 литијум тетраоксид манган диоксид

Дијафрагма: Кондуктивни електролит полимер (као што је полиетилен гликол, ПЕО)

Негативна електрода: литијум или литијум угљеник уграђен (хемијско) једињење

Типична реакција: (пражњење)

Негативна електрода: (Царбон Лик) → Ц+кЛи+ке

Дијафрагма: Ли проводна

Позитивна електрода: Ли1 − кЦоО2+кЛи+ке → ЛиЦоО2

Укупна реакција: (угљеник кЛи+ке)+Ли1-кЦоО2 → ЛиЦоО2+угљеник

Електролити/мембрански полимери могу бити чврсти полимери, као што је полиетилен гликол (ПЕО), литијум калијум хексафлуорид (ЛиПФ6) или друге проводљиве соли са силицијум диоксидом или другим материјалима за пуњење који побољшавају механичка својства (такве методе још нису комерцијализоване). Према безбедносним захтевима, већина батерија користи литијум уграђен у угљеник као негативну електроду, осим одређених произвођача као што је Авестор (након спајања са Баттсцап-ом) који користе метални литијум као негативну електроду (који се називају литијум метал полимер батерије).

Обе комерцијалне батерије су полимеризоване са поливинилиден флуоридом (ПВдФ) премазивањем колоидних растварача и соли као што су етилен карбонат (ЕЦ)/диметил карбонат (ДМЦ)/диетил карбонат (ДЕЦ). Разлика је у употреби литијум-манган оксида (ЛиМн2О4) као позитивне електроде (Беллцоре/Телцордиа технологија); Традиционална метода је употреба кобалт литијум оксида (ЛиЦоО2).

Иако још увек нису широко доступне комерцијално, постоје и други различити типови литијум полимерних батерија које такође користе полимере као позитивне електроде. На пример, Молтецх развија позитивне електроде направљене од проводљиве пластике и једињења угљеника сумпора. Међутим, од 2005. године, чинило се да ова технологија има проблема са самоиспуштањем, а трошкови производње су такође били превисоки.

Друге методе укључују коришћење органских једињења која садрже сумпор и проводних полимера као позитивних електрода, као што је полианилин. Овај метод може постићи добар висок капацитет пражњења, укључујући низак унутрашњи отпор и висок капацитет пражњења, али постоје проблеми са недовољним временом циклуса и високим трошковима.