Lithium polymer batteri teori

Lithium polymer batteri teori

2023-5-12

Der er to kommercielt tilgængelige teknologier på markedet, der tilsammen benævnes lithium-ion-polymerer (hvor "polymer" repræsenterer "elektrolytisoleringspolymer").

Batteriet består af følgende dele:

Positiv elektrode: LiCoO2 lithium cobalt dioxid eller LiMn2O4 lithium tetraoxid mangan dioxid

Diafragma: Ledende elektrolytpolymer (såsom polyethylenglycol, PEO)

Negativ elektrode: lithium eller lithium carbon indlejret (kemisk) forbindelse

Typisk reaktion: (udledning)

Negativ elektrode: (Carbon Lix) → C+xLi+xe

Membran: Li-ledende

Positiv elektrode: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Total reaktion: (kulstof xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+kulstof

Elektrolyt/membranpolymerer kan være faste polymerer, såsom polyethylenglycol (PEO), lithiumkaliumhexafluorid (LiPF6) eller andre ledende salte med silica eller andre fyldmaterialer, der forbedrer mekaniske egenskaber (sådanne metoder er endnu ikke blevet kommercialiseret). Under sikkerhedskrav bruger de fleste batterier kulstofindlejret lithium som den negative elektrode, undtagen for visse producenter såsom Avestor (efter sammenlægning med Battscap), der bruger metallisk lithium som den negative elektrode (benævnt lithiummetalpolymerbatterier).

Begge kommercielle batterier polymeriseres med polyvinylidenfluorid (PVdF) ved at belægge kolloide opløsningsmidler og salte såsom ethylencarbonat (EC)/dimethylcarbonat (DMC)/diethylcarbonat (DEC). Forskellen ligger i brugen af ​​lithiummanganoxid (LiMn2O4) som den positive elektrode (Bellcore/Telcordias teknologi); Den traditionelle metode er at bruge koboltlithiumoxid (LiCoO2).

Selvom det endnu ikke er almindeligt tilgængeligt kommercielt, er der andre forskellige typer lithiumpolymerbatterier, der også bruger polymerer som positive elektroder. For eksempel udvikler Moltech positive elektroder lavet af ledende plast og kulstofsvovlforbindelser. Men fra 2005 syntes denne teknologi at have problemer med selvudgivelse, og produktionsomkostningerne var også for høje.

Andre metoder omfatter anvendelse af svovlholdige organiske forbindelser og ledende polymerer som positive elektroder, såsom polyanilin. Denne metode kan opnå god høj afladningskapacitet, herunder lav intern modstand og høj afladningskapacitans, men der er problemer med utilstrækkelige cyklustider og høje omkostninger.