Литий-ионный аккумулятор с полимерным электролитом

Литий-ионная полимерная батарея с электролитом, также известная как LIP или Li-poly, представляет собой перезаряжаемую батарею, изготовленную из полимерного электролита, а не из жидкого электролита, с составом полутвердого полимерного геля. Эти гелевые полимеры становятся лучшей альтернативой жидкому электролиту, и это видно по увеличению интереса к исследованиям и увеличению использования. Этот материал используется в основном из-за их критичности по весу. Литий-ионный аккумулятор, призванный положить конец опасностям жидких электролитов, содержащихся в литий-ионных аккумуляторах, оказался более безопасной альтернативой.

Полимерный электролит оказался бесценным для электронной промышленности, дав производителям возможность расширять свои конструкции и адаптировать их к каждой новой технологической задаче. Его устойчивый рост на рынке привел к появлению более чем одного мобильного устройства, ноутбука и гаджетов нового поколения, большинство из которых имеют более высокую стоимость. Таким образом, для большей эффективности и качества результат - более высокая оплата. Его легкие свойства являются плюсом к нему, и производители используют его для создания тех творений, которые требуют минимального веса.

Конструктивная конструкция литий-ионной батареи с полимерным электролитом

· Батарея с полимерным электролитом имеет сложную конструкцию и состав, что позволило ей занять все возрастающее место в инженерии.

· Созданный для защиты от короткого замыкания электродов при высоте давления 1500 фунтов, Li-poly представляет собой устойчивый к вылизыванию, твердый полимер с искробезопасной ячейкой.

· Литий-ионный полимерный электролит имеет короткое замыкание с силой тока 85 А в своей аккумуляторной батарее, что позволяет ему выдерживать скачки напряжения без повреждений.

· Изготовленный с элементом, устойчивым к перезаряду до 20 вольт и разрядке до 3c, литий-полимерный аккумулятор не воспламеняется, а только функционирует.

· Меры безопасности Li-poly лучше по сравнению с обычными литий-ионными батареями, а также они более мощные.

· PIN также является экологически чистой системой с химическим составом на основе никеля. Это гарантирует, что они не нуждаются в квалифицированном обращении или специальной утилизации. Сделать его доступным для неэлитного класса пользователей.

Основными потребностями твердого полимерного электролита являются растворимость проводящей соли лития, работающая граница раздела, высокая ионная проводимость, низкая температура перехода в стекло и стабильность литиевого анода. Все это делает производные ПЭО, а также сами высокомолекулярные полимерные матрицы.

Эти твердые электролиты подразделяются на три;

· Сухой твердый полимерный электролит,

· Загущенный твердый полимерный электролит и

· Пористый твердый полимерный электролит.

Ячейка LIP: ячейка LIP состоит из четырех частей, двух электродов, отрицательного и положительного, разделителя и электролита.

Электроды можно разделить на три части:

Позитив содержит оксид лития-переходного металла, проводящую добавку и полимерное связующее из поливинилиденфторида.

Негатив содержит углерод, проводящую добавку и полимерное связующее.

Генератор может быть полиэтиленом, микропористой пленкой или полипропиленом, что делает его самим полимером, так что даже если элемент содержит жидкий электролит, он имеет полимерный компонент.

Разработка литий-ионной батареи с полимерным электролитом

Первое исследование гелеобразных полимерных электролитов было проведено в 1988 году, и с тех пор были предприняты различные усилия для улучшения использования и повышения эффективности литий-ионных батарей с полимерным электролитом.

Ячейки с твердым полимерным электролитом еще предстоит в полной мере использовать на рынке электроники, поскольку исследователи еще не открыли некоторые детали, связанные с ними. Существовали гибридные модели, созданные на основе классической литий-ионной батареи, в которой используется жидкий электролит, и твердой литий-ионной батареи из пластика.

Выход электролитов в большинстве случаев рассчитывается в конфигурации полуячейки над электродом из металлического лития. Таким образом, система становится металлическим литиевым элементом.

В полимерной среде твердый полимерный электролит, иначе известный как SPE, представляет собой твердый полимер в солевом растворе, не содержащий растворителей. Это соединение бис, имида лития и высокомолекулярного поли (этиленоксида или триметиленкарбоната).

Существуют и другие конструкции неорганической ионной жидкости ячейки с полимерным электролитом, такой как тетрафторборат 1-бутил-3-метилимидазолия, в качестве пластификаторов в матрице.

Технология литий-ионных аккумуляторов с полимерным электролитом

Литий-ионные батареи с полимерным электролитом с момента своего создания сыграли большую роль в продвижении и развитии машин. Такие производители, как KIA и Hyundai, использовали их в своих экспериментальных перезаряжаемых транспортных средствах и высоко оценили их эффективность. Эта похвала дана из-за метода работы Li-Poly. Литий-ионный аккумулятор с полимерным электролитом работает по принципу интеркаляции и деинтеркаляции, как и другие литий-ионные элементы. Интеркаляция и деинтеркаляция ионов лития формируют материал положительного и отрицательного электрода, обеспечивая проводящую среду с жидким электролитом.

Между электродами установлен микропористый сепаратор, чтобы гарантировать, что они не соприкасаются друг с другом напрямую, позволяя перемещаться из стороны в сторону только ионам, а не частицам электрода.

Напряжение литий-полимерного элемента зависит от его химического состава и варьируется от разряженного напряжения 2,7-3,0 до полностью заряженного напряжения 4,2. В то время как элементы на основе оксида лития имеют разряженное напряжение от 1,8 до 2,0 до напряжения заряда от 3,6 до 3,8 (для аккумуляторов на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4). Номинальное напряжение указано в технических характеристиках продукции. , утверждая, что любая электронная схема, которая может гарантировать, что элементы не будут чрезмерно заряжены или разряжены.

В отличие от цилиндрических литий-ионных и призматических элементов, содержащих металлические жесткие корпуса, литий-полимерные элементы представляют собой гибкие полимерные ламинатные корпуса. Им требуется специальное зарядное устройство, особенно для аккумуляторных блоков с серией ячеек, чтобы контролировать заряд по ячейкам, чтобы обеспечить равномерную зарядку. Литий-ионные батареи с полимерным электролитом теперь используются в таких устройствах, как радиоуправляемые самолеты, автомобили, модели поездов. Они были доступны в конфигурациях, достигающих 6400 мАч, с напряжением ячеек 4,5. Благодаря такому уровню напряжения литий-полимерный аккумулятор лучше обычных аккумуляторов, что делает его постоянным компонентом в конструкции самолетов.