Litij-polimerne baterije

Početkom 90-ih, kada je industrijska upotreba litij-ionskih baterija već dobivala na značaju, razvijene su prve litijeve baterije u obliku paketa - litij-polimerne baterije (oznaka „Li-Pol“ ili „Li-Po“).

Tako su litijeve polimerne baterije postale kasnije verzija litij-ionske baterije, Ali ako se u litij-ionskim baterijama koristi tekući elektrolit, u litij-polimernim kolegama to je već polimerni sastav, u obliku konzistencije gela. Zbog polimerne baze, baterije ovog tipa imaju veći specifični energetski intenzitet od ostalih.

Iz tog razloga se danas litijum-polimerne baterije posebno široko primjenjuju u mnogim mobilnim uređajima, gdje je mala težina izuzetno važna (uređaji, radio-kontrolirane igračke itd.)

Tipična litij-polimerna baterija u svom dizajnu sadrži četiri glavna dijela: pozitivnu elektrodu (anodu), negativnu elektrodu (katodu), separator i elektrolit. Polimer kao što je mikroporozni polietilen ili polipropilenski film može djelovati kao separator. Stoga, čak i ako je elektrolit praktički tekućina, polimerna komponenta u bateriji je uvijek prisutna.

Pozitivna elektroda se, pak, može podijeliti u tri dijela: litij-tranzicijski materijal (litijev kobaltov oksid ili litijev mangan-oksid), provodni dodatak i polimerno vezivo - polivinililiden-fluorid. Što se tiče negativne elektrode, ona sadrži i tri dijela, samo je ugljik (grafit) na njoj umjesto oksida.

Princip rada litij-polimerne baterije, kao i princip rada litij-ionske baterije, temelji se na reverzibilnom ugradnji (interkaciji i dekakaliji) litijevih iona u materijal pozitivnih i negativnih elektroda, dok elektrolit služi kao vodljivi medij za litijeve ione, a ovdje je potreban mikroporozni separator. kako bi se spriječilo da suprotne elektrode dodiruju jedna drugu.

Tako separator eliminira migraciju čestica samih elektroda prolazeći samo litijeve ione. U praznom stanju napon između elektroda je u rasponu od 2,7 do 3 volta, a u napunjenom stanju doseže 4,2 volta (za litij-kobalt-oksidnu bateriju). Za litij-željezni fosfat (vrsta litij-ionske baterije) ove će vrijednosti biti različite - od 1,8 do 2,0 volti u praznom stanju i od 3,6 do 3,8 volti u napunjenom stanju.

Za svaku bateriju karakteristične vrijednosti radnih napona su navedene u dokumentaciji, osim toga svaka baterija mora biti opremljena zaštitnim krugom koji ne dopušta da napon pređe dopušteni raspon. Ako se ćelije sakupljaju u baterije nakon što se serijski povezuju, nužno je da postoji regulator za uravnoteženje koji će zadržati naboj svake ćelije na prihvatljivoj razini.

Litij-polimerne baterije tradicionalno se razlikuju od uobičajenih litij-ionskih baterija fleksibilnim, a ne čvrstim okvirom. Kao rezultat, stanica ne samo da je za 20% lakša, već ima i ogromnu prednost, a to je sposobnost proizvodnje baterija gotovo bilo kojeg željenog oblika (za prijenosna računala, tablete i druge mobilne uređaje, to je izuzetno važno). Pored toga, razina samo-pražnjenja litij-polimernih baterija iznosi samo oko 5% mjesečno.

Za kraj, treba napomenuti broj radnih ciklusa, koji za litij-polimerne baterije doseže 900. A pri pražnjenju struje od 2 C (dvostruko od nazivnog kapaciteta), kapacitet baterija ovog tipa smanjuje se za samo 20% tijekom cijelog životnog vijeka.Za posebne primjene, s atipično velikim radnim strujama, razvijene su posebne litij-polimerne baterije koje mogu sigurno prenositi struju u teret veličine više od nazivne vrijednosti.