Ličio polimerų baterijų teorija

Ličio polimerų baterijų teorija

2023-5-12

Rinkoje yra dvi komerciškai prieinamos technologijos, bendrai vadinamos ličio jonų polimerais (kur „polimeras“ reiškia „elektrolito izoliavimo polimeras“).

Baterija susideda iš šių dalių:

Teigiamas elektrodas: LiCoO2 ličio kobalto dioksidas arba LiMn2O4 ličio tetraoksidas mangano dioksidas

Diafragma: laidus elektrolito polimeras (pvz., polietilenglikolis, PEO)

Neigiamas elektrodas: ličio arba ličio anglies įterptas (cheminis) junginys

Tipinė reakcija: (iškrovimas)

Neigiamas elektrodas: (Carbon Lix) → C+xLi+xe

Diafragma: Li laidus

Teigiamas elektrodas: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Bendra reakcija: (anglis xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+anglis

Elektrolitų / membranų polimerai gali būti kietieji polimerai, tokie kaip polietilenglikolis (PEO), ličio kalio heksafluoridas (LiPF6) arba kitos laidžios druskos su silicio dioksidu ar kitomis užpildymo medžiagomis, kurios pagerina mechanines savybes (tokie metodai dar nebuvo prekiauti). Pagal saugos reikalavimus daugumoje baterijų kaip neigiamas elektrodas naudojamas anglies įterptas ličio kiekis, išskyrus tam tikrus gamintojus, tokius kaip Avestor (susijungus su Battscap), kurie kaip neigiamą elektrodą naudoja metalinį litį (vadinamus ličio metalo polimerų baterijomis).

Abi komercinės baterijos yra polimerizuotos polivinilideno fluoridu (PVdF), padengiant koloidiniais tirpikliais ir druskomis, tokiomis kaip etileno karbonatas (EC) / dimetilkarbonatas (DMC) / dietilo karbonatas (DEC). Skirtumas yra ličio mangano oksido (LiMn2O4) naudojimas kaip teigiamas elektrodas (Bellcore/Telcordia technologija); Tradicinis metodas yra kobalto ličio oksido (LiCoO2) naudojimas.

Nors dar nėra plačiai prieinama prekyboje, yra ir kitų skirtingų tipų ličio polimerų baterijų, kuriose polimerai taip pat naudojami kaip teigiami elektrodai. Pavyzdžiui, Moltech kuria teigiamus elektrodus, pagamintus iš laidžių plastikų ir anglies sieros junginių. Tačiau 2005 m. atrodė, kad ši technologija turėjo problemų dėl savaiminio išleidimo, o gamybos sąnaudos taip pat buvo per didelės.

Kiti metodai apima sieros turinčių organinių junginių ir laidžių polimerų kaip teigiamų elektrodų, tokių kaip polianilinas, naudojimą. Šiuo metodu galima pasiekti gerą didelį iškrovimo pajėgumą, įskaitant mažą vidinį pasipriešinimą ir didelę iškrovos talpą, tačiau yra problemų dėl nepakankamo ciklo laiko ir didelių sąnaudų.