Lítium polimer akkumulátor elmélet

Lítium-polimer akkumulátor elmélet

2023-5-12

Két kereskedelmi forgalomban kapható technológia létezik a piacon, amelyeket összefoglaló néven lítium-ion polimereknek neveznek (ahol a „polimer” jelentése „elektrolit-szigetelő polimer”).

Az akkumulátor a következő részekből áll:

Pozitív elektróda: LiCoO2 lítium kobalt-dioxid vagy LiMn2O4 lítium-tetraoxid mangán-dioxid

Membrán: vezetőképes elektrolit polimer (például polietilénglikol, PEO)

Negatív elektród: lítium vagy lítium szénbe ágyazott (kémiai) vegyület

Tipikus reakció: (kisülés)

Negatív elektróda: (Carbon Lix) → C+xLi+xe

Membrán: Li vezető

Pozitív elektróda: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Teljes reakció: (szén xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+szén

Az elektrolit/membrán polimerek lehetnek szilárd polimerek, például polietilénglikol (PEO), lítium-kálium-hexafluorid (LiPF6), vagy egyéb vezetőképes sók szilícium-dioxiddal vagy más töltőanyagokkal, amelyek javítják a mechanikai tulajdonságokat (ilyen módszereket még nem hoztak forgalomba). A biztonsági követelmények értelmében a legtöbb akkumulátor szénbeágyazott lítiumot használ negatív elektródaként, kivéve bizonyos gyártókat, mint például az Avestor (a Battscap céggel való egyesülés után), amelyek fémes lítiumot használnak negatív elektródaként (ezeket lítium-fém polimer akkumulátoroknak nevezik).

Mindkét kereskedelemben kapható akkumulátort polivinilidén-fluoriddal (PVdF) polimerizálják kolloid oldószerek és sók, például etilén-karbonát (EC)/dimetil-karbonát (DMC)/dietil-karbonát (DEC) bevonásával. A különbség a lítium-mangán-oxid (LiMn2O4) pozitív elektródaként való felhasználásában rejlik (Bellcore/Telcordia technológiája); A hagyományos módszer a kobalt-lítium-oxid (LiCoO2) alkalmazása.

Bár a kereskedelemben még nem kapható széles körben, léteznek más különböző típusú lítium-polimer akkumulátorok is, amelyek pozitív elektródákként is használnak polimereket. Például a Moltech vezetőképes műanyagokból és szén-kénvegyületekből készült pozitív elektródákat fejleszt. 2005-től azonban úgy tűnt, hogy ennek a technológiának problémái vannak az önkibocsátással, és a gyártási költségek is túl magasak voltak.

Más módszerek közé tartozik kéntartalmú szerves vegyületek és vezetőképes polimerek pozitív elektródák, például polianilin alkalmazása. Ezzel a módszerrel jó nagy kisütési kapacitás érhető el, beleértve az alacsony belső ellenállást és a nagy kisülési kapacitást, de problémák merülnek fel az elégtelen ciklusidők és a magas költségek miatt.