Litium polymer batteri teori

Litium polymer batteri teori

2023-5-12

Det er to kommersielt tilgjengelige teknologier på markedet som kollektivt refereres til som litium-ion-polymerer (hvor "polymer" representerer "elektrolyttisolasjonspolymer").

Batteriet består av følgende deler:

Positiv elektrode: LiCoO2 litiumkoboltdioksid eller LiMn2O4 litiumtetraoksid mangandioksid

Diafragma: Ledende elektrolyttpolymer (som polyetylenglykol, PEO)

Negativ elektrode: litium eller litiumkarbon innebygd (kjemisk) forbindelse

Typisk reaksjon: (utslipp)

Negativ elektrode: (Carbon Lix) → C+xLi+xe

Diafragma: Li-ledende

Positiv elektrode: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Total reaksjon: (karbon xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+karbon

Elektrolytt-/membranpolymerer kan være faste polymerer, slik som polyetylenglykol (PEO), litiumkaliumheksafluorid (LiPF6), eller andre ledende salter med silika eller andre fyllmaterialer som forbedrer mekaniske egenskaper (slike metoder er ennå ikke kommersialisert). Under sikkerhetskrav bruker de fleste batterier karboninnebygd litium som negativ elektrode, bortsett fra enkelte produsenter som Avestor (etter sammenslåing med Battscap) som bruker metallisk litium som negativ elektrode (referert til som litiummetallpolymerbatterier).

Begge kommersielle batteriene er polymerisert med polyvinylidenfluorid (PVdF) ved å belegge kolloidale løsningsmidler og salter som etylenkarbonat (EC)/dimetylkarbonat (DMC)/dietylkarbonat (DEC). Forskjellen ligger i bruken av litiummanganoksid (LiMn2O4) som positiv elektrode (Bellcore/Telcordias teknologi); Den tradisjonelle metoden er å bruke koboltlitiumoksid (LiCoO2).

Selv om det ennå ikke er allment tilgjengelig kommersielt, er det andre forskjellige typer litiumpolymerbatterier som også bruker polymerer som positive elektroder. For eksempel utvikler Moltech positive elektroder laget av ledende plast og karbon svovelforbindelser. Fra 2005 så det imidlertid ut til at denne teknologien hadde problemer med selvutgivelse, og produksjonskostnadene var også for høye.

Andre metoder inkluderer bruk av svovelholdige organiske forbindelser og ledende polymerer som positive elektroder, for eksempel polyanilin. Denne metoden kan oppnå god høy utladningskapasitet, inkludert lav indre motstand og høy utladningskapasitans, men det er problemer med utilstrekkelige syklustider og høye kostnader.