Lityum polimer piller

90'lı yılların başlarında, lityum iyon pillerin endüstriyel kullanımı zaten ivme kazandığında, paket şeklinde ilk lityum piller geliştirildi - lityum-polimer piller (“Li-Pol” veya “Li-Po” olarak adlandırılır).

Böylece, lityum polimer piller daha sonraki bir versiyon haline gelmiştir lityum iyon piller. Ancak lityum iyon pillerde bir sıvı elektrolit kullanılıyorsa, o zaman lityum-polimer muadillerinde bu zaten bir polimer bileşimidir, tutarlı olarak bir jeldir. Polimer bazından dolayı, bu tip piller diğerlerine göre daha yüksek özgül enerji yoğunluğuna sahiptir.

Bu nedenle bugün lityum-polimer piller özellikle düşük ağırlığın son derece önemli olduğu birçok mobil cihazda (aletler, radyo kontrollü oyuncaklar vb.)

Tipik bir lityum-polimer pil, tasarımında dört ana parça içerir: pozitif bir elektrot (anot), negatif bir elektrot (katot), bir ayırıcı ve bir elektrolit. Mikro gözenekli bir polietilen veya polipropilen film gibi bir polimer, bir ayırıcı görevi görebilir. Bu nedenle, elektrolit pratik olarak bir sıvı olsa bile, bataryadaki polimer bileşeni her zaman mevcuttur.

Pozitif elektrot, sırayla, üç bölüme ayrılabilir: bir lityum geçiş malzemesi (lityum kobalt oksit veya lityum manganez oksit), bir iletken katkı maddesi ve bir polimer bağlayıcı - poliviniliden florür. Negatif elektroda gelince, aynı zamanda üç parça içerir, üzerinde oksitler yerine sadece karbon (grafit) bulunur.

Bir lityum-polimer pilin çalışma prensibi ve bir lityum-iyon pilin çalışma prensibi, lityum iyonlarının geri dönüşümlü olarak birleştirilmesine (interkalasyon ve dekalasyon) dayanmaktadır ve burada elektrolit lityum iyonları için iletken bir ortam görevi görür ve burada bir mikro gözenekli ayırıcı gereklidir. karşı elektrotların birbirine temas etmesini önlemek için.

Böylece, ayırıcı, elektrotların parçacıklarının kendiliğinden göçünü ortadan kaldırır ve sadece lityum iyonlarını geçer. Boşaltılmış durumda, elektrotlar arasındaki voltaj 2.7 ila 3 volt arasındadır ve şarjlı durumda 4.2 volta ulaşır (lityum-kobalt oksit pil için). Lityum demir fosfat (bir tür lityum-iyon pil) için, bu değerler farklı olacaktır - deşarj durumunda 1.8 ila 2.0 volt ve şarjlı durumda 3.6 ila 3.8 volt.

Her akü için çalışma voltajlarının karakteristik değerleri dokümantasyonda belirtilmiştir, ek olarak her aküde voltajın izin verilen aralığı aşmasına izin vermeyen bir koruyucu devre bulunmalıdır. Hücreler seri bağlandıktan sonra piller içinde toplanırsa, her bir hücrenin şarjını kabul edilebilir bir seviyede tutacak bir dengeleme kontrol cihazına sahip olmak gerekir.

Lityum-polimer piller geleneksel olarak sert bir çerçeve yerine esnek bir lityum-iyon pilden farklıdır. Sonuç olarak, hücre sadece% 20 daha hafif olmakla kalmaz, aynı zamanda neredeyse herhangi bir şekle sahip pil üretme kabiliyeti olan muazzam bir avantaja sahiptir (dizüstü bilgisayarlar, tabletler ve diğer mobil cihazlar için bu son derece önemlidir). Ek olarak, lityum-polimer pillerin kendi kendine deşarj seviyesi ayda sadece yaklaşık% 5'tir.

Son olarak, lityum-polimer piller için 900'e ulaşan görev döngüsü sayısına dikkat edilmelidir. Ve 2C deşarj akımlarında (nominal kapasitenin iki katı), bu tip ev bataryalarının kapasitesi tüm yaşam süresi boyunca sadece% 20 azalır.Atipik olarak büyük çalışma akımları olan özel uygulamalar için, akımları nominal değerden daha büyük bir büyüklükte yüke güvenle aktarabilen özel lityum-polimer piller geliştirilmiştir.