Litiumpolymerbatteri Teori

Litiumpolymerbatteri Teori

2023-5-12

Det finns två kommersiellt tillgängliga teknologier på marknaden som kollektivt kallas litiumjonpolymerer (där "polymer" representerar "elektrolytisoleringspolymer").

Batteriet består av följande delar:

Positiv elektrod: LiCoO2 litiumkoboltdioxid eller LiMn2O4 litiumtetraoxid mangandioxid

Diafragma: ledande elektrolytpolymer (som polyetylenglykol, PEO)

Negativ elektrod: litium eller litium kol inbäddad (kemisk) förening

Typisk reaktion: (urladdning)

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

Diafragma: Li-ledande

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

Total reaktion: (kol xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+kol

Elektrolyt/membranpolymerer kan vara fasta polymerer, såsom polyetylenglykol (PEO), litiumkaliumhexafluorid (LiPF6) eller andra ledande salter med kiseldioxid eller andra fyllnadsmaterial som förbättrar mekaniska egenskaper (sådana metoder har ännu inte kommersialiserats). Under säkerhetskrav använder de flesta batterier kolinbäddat litium som negativ elektrod, förutom vissa tillverkare som Avestor (efter sammanslagning med Battscap) som använder metalliskt litium som negativ elektrod (kallas litiummetallpolymerbatterier).

Båda kommersiella batterierna polymeriseras med polyvinylidenfluorid (PVdF) genom att belägga kolloidala lösningsmedel och salter som etylenkarbonat (EC)/dimetylkarbonat (DMC)/dietylkarbonat (DEC). Skillnaden ligger i användningen av litiummanganoxid (LiMn2O4) som positiv elektrod (Bellcore/Telcordias teknologi); Den traditionella metoden är att använda koboltlitiumoxid (LiCoO2).

Även om de ännu inte är allmänt tillgängliga kommersiellt, finns det andra olika typer av litiumpolymerbatterier som också använder polymerer som positiva elektroder. Till exempel utvecklar Moltech positiva elektroder av ledande plast och kolsvavelföreningar. Men från och med 2005 verkade denna teknik ha problem med självutsläpp och produktionskostnaderna var också för höga.

Andra metoder inkluderar användning av svavelhaltiga organiska föreningar och ledande polymerer som positiva elektroder, såsom polyanilin. Denna metod kan uppnå god hög urladdningskapacitet, inklusive låg intern resistans och hög urladdningskapacitans, men det finns problem med otillräckliga cykeltider och höga kostnader.