Lítium polimer elemek

A 90-es évek elején, amikor a lítium-ion akkumulátorok ipari felhasználása már lendületet kapott, kidolgozták az első csomagolási formában lévő lítium-elemeket - lítium-polimer akkumulátorokat („Li-Pol” vagy „Li-Po” megjelölés).

Így a lítium-polimer akkumulátorok későbbi verzióvá váltak lítium-ion akkumulátorok. De ha folyékony elektrolitot használnak lítium-ion akkumulátorokban, akkor a lítium-polimer megfelelőiben ez már egy polimer összetétel, konzisztenciájában egy gél. A polimer alapjának köszönhetően az ilyen típusú elemek nagyobb fajlagos energiaintenzitással rendelkeznek, mint mások.

Ez az oka annak, hogy manapság sok lítium-polimer akkumulátort alkalmaznak sok mobil eszközben, ahol az alacsony súly kiemelkedően fontos (eszközök, rádióvezérelt játékok stb.)

Egy tipikus lítium-polimer akkumulátor a kialakításában négy fő részből áll: pozitív elektród (anód), negatív elektród (katód), elválasztó és elektrolit. A polimer, például mikroporózus polietilén vagy polipropilén film elválasztóként működhet. Ezért még akkor is, ha az elektrolit gyakorlatilag folyadék, az akkumulátor polimer komponense mindig jelen van.

A pozitív elektródot viszont három részre lehet osztani: lítium-átmeneti anyag (lítium-kobalt-oxid vagy lítium-mangán-oxid), vezetőképes adalékanyag és polimer kötőanyag - polivinilidén-fluorid. Ami a negatív elektródot is tartalmazza, három részből áll, csak oxid helyett szén (grafit) van rajta.

A lítium-polimer akkumulátor működési elve, valamint a lítium-ion akkumulátor működésének elve a lítium-ionok reverzibilis beépítésén (interkaláción és deka-leáción) alapszik a pozitív és a negatív elektródok anyagába, míg az elektrolit vezető közegként szolgál a lítium-ionokhoz, és mikrorózus elválasztóra van szükség. hogy megakadályozzuk az ellentétes elektródák érintését.

Az elválasztó tehát kiküszöböli maguk az elektródák részecskéinek vándorlását, csak lítium-ionokat haladva. Lemerült állapotban az elektródák közötti feszültség 2,7-3 volt, és töltött állapotban eléri a 4,2 voltot (lítium-kobalt-oxid-akkumulátor esetén). Lítium-vas-foszfát esetén (egy típusú lítium-ion akkumulátor) ezek az értékek különböznek - 1,8-tól 2,0 V-os töltöttségig és 3,6-től 3,8 V-ig töltött állapotban.

Az egyes akkumulátorok esetében az üzemi feszültség jellemző értékeit a dokumentáció tartalmazza, emellett minden akkumulátort védőáramkörrel kell felszerelni, amely nem engedélyezi a feszültség meghaladását a megengedett tartományon. Ha a cellákat sorba történő összekapcsolás után akkumulátorokban gyűjtik össze, akkor szükség van egy kiegyensúlyozó vezérlőre, amely az egyes cellák töltését elfogadható szinten tartja.

A lítium-polimer akkumulátorok hagyományosan különböznek a hagyományos lítium-ion akkumulátoroktól rugalmas, nem merev kerettel. Ennek eredményeként a cella nemcsak 20% -kal könnyebbé válik, hanem hatalmas előnye is, hogy szinte bármilyen kívánt alakú akkumulátort képes előállítani (laptopokhoz, táblagépekhez és más mobil eszközökhöz ez rendkívül fontos). Ezenkívül a lítium-polimer akkumulátorok önkiürülési szintje csak körülbelül 5% havonta.

Végül meg kell jegyezni az üzemi ciklusok számát, amelyek lítium-polimer akkumulátoroknál eléri a 900-at. És 2C kisülési áram mellett (a névleges kapacitás kétszerese) az ilyen típusú háztartási akkumulátorok kapacitása csak 20% -kal csökken az egész élettartam alatt.Speciális alkalmazásokhoz, atipikusan nagy üzemi árammal, speciális lítium-polimer akkumulátorokat fejlesztettek ki, amelyek biztonságosan továbbíthatják az áramot a rakományhoz, a névleges értéknél nagyobb nagyságrenddel.