Ličio polimero akumuliatorius yra labiausiai paplitusi akumuliatorių technologija, kurią naudojame kasdien. Bet ar žinote ličio polimero akumuliatorių veikimo ir konstrukcijos principą?
Ličio polimerų akumuliatorių veikimo principas ir konstrukcija yra identiški ličio jonų akumuliatorių. Šios baterijos veikia pagal ličio jonų deinterkalavimo ir įsiterpimo iš teigiamų elektrodų medžiagų į neigiamų elektrodų medžiagas principu. Pirmiausia apžvelkime ličio polimero baterijų gamybos procesą.
Į sumuštinius panašius elementus (2 pav.) sudaro grafito elektrodas (neigiamas), ličio metalo oksido elektrodas (teigiamas) ir separatoriaus sluoksnis. Ličio metalo oksido pagrindas yra mangano, nikelio arba kobalto oksido junginiai arba jų mišinys.
Tam tikrose žemesnės įtampos elementuose geležies fosfatas naudojamas kaip alternatyva Li-geležies fosfato elementų pavidalu. Sudėtis turi įtakos akumuliatoriaus savybėms ir skiriasi priklausomai nuo gamintojo ir kokybės klasės.
2 pav. Pagrindinė ličio jonų elementų konstrukcija. Diagrama: © Siegen universitetas
Svarbūs kriterijai, išskiriantys ličio polimero baterijas nuo kitų tipų elementų:
oLi-ion elementai turi fiksuotą korpusą iš nerūdijančio plieno arba aliuminio. Korpusas dažniausiai yra cilindro formos („apvalios ląstelės“). Tačiau yra ir stačiakampių formų.
Trūkumai: santykinai didelės įrankių sąnaudos būsto gamybai; riboti matmenys.
Privalumai: tvirtas, mechaniškai tvirtas korpusas, todėl akumuliatorių sunku sugadinti. Lazerinis suvirinimo procesas užsandarina ląsteles.
Ličio polimero ląstelės, taip pat žinomos kaip minkštos arba maišelių ląstelės, turi ploną ir šiek tiek „minkštą“ korpusą, kaip maišelį, pagamintą iš giliai įtemptos aliuminio folijos. Dažniausiai prizminį korpusą galima pagaminti lengviau ir pigiau nei kietus ličio jonų elementų korpusus. Kiti komponentai plono sluoksnio folijoje (< 100 µm) taip pat gali būti gaminami masiškai už palyginti mažą kainą.
Ląstelės yra lengvos, plonos ir gali būti įvairių formų ir dydžių. Galima pasiekti ir didelius formatus, ir mažesnius nei 1 mm aukščius. Tačiau ląstelės reikalauja kruopštaus mechaninio apdorojimo.
Korpuso folija iš abiejų pusių padengta plastiku. Viduje: poliolefinai, atsparūs ląstelių komponentams. Išorė: poliamidas, atsparus išorinei aplinkai. Šis vandeniui atsparus laminatas yra suvirintas ir supa elementą, sudarytą iš katodo, anodo ir separatoriaus.
Deflektoriaus atlikimas terasos srityje buvo kritinis taškas. Papildoma folija, privirinta prie deflektoriaus, padidina sandarumą šioje "korpuso" suvirinimo srityje.
o Elektrodų rinkinys: Ličio polimero baterijose elektrodų rinkinį sudaro anglies pagrindu pagaminta medžiaga (grafitas + priedai), įklijuoti ant metalinio pagrindo. Katodą sudaro trimačiai, lituoti kobalto oksidai arba nikelio/mangano/kobalto (NMC) mišrūs oksidai, taip pat įklijuoti ant metalinio pagrindo. Ant abiejų elektrodų yra deflektoriai. Jie apvyniojami aplink šerdį kartu su separatoriumi, paprastai trijų sluoksnių poliolefinu. Šerdį paprastai sudaro plokščias kaištis, kad būtų sukurta stačiakampė apvija. Apvija yra maišelio folijos apačioje, kuri iš dalies sulankstyta ir uždėta ant apvijos. Sandariklis sukuriamas suvirinant foliją.
o Dizainas: privalumas yra beveik neribotas dydžių ir formatų pasirinkimas, nes nėra tvirto plieno korpuso ir kompaktiškos konstrukcijos. Visų pirma, galimybė sukurti labai plokščius elementus išskiria ličio polimero baterijų technologiją. Tokios baterijos gali būti plonesnės nei 1 mm.
Tai lemia didelę galutinio produkto dizaino laisvę. Individualūs matmenys gali būti realizuojami net ir mažiems partijų dydžiams, o akumuliatoriui skirta vieta gali būti išnaudota iki galo.
o Energijos tankis: šių ląstelių energijos tankis yra didesnis nei kitų tipų. Lyginant su bendru svoriu, ličio polimero elementai turi šiek tiek didesnį energijos tankį nei ličio jonų elementai. Kaip ir ličio jonų baterijas, jas galima nesunkiai jungti lygiagrečiai, kad būtų užtikrinta didesnė talpa.
o Savaiminis išsikrovimas: Kitas LiPo elementų pranašumas yra santykinai mažas savaiminio išsikrovimo greitis.
Nepaisant to, jie turi būti apsaugoti nuo perkrovimo, gilaus iškrovimo ir ekstremalių temperatūrų.
o Patvirtinimas: Li-polimerinių elementų paplitimas rinkoje patvirtina šios technologijos pranašumus ir pripažinimą. Daugelis rinkoje esančių ląstelių yra sertifikuotos. Prieš naudojant konkretų elementą, reikia patikrinti, ar jis turi patvirtinimą ir ar gamintojas turi gamybai reikalingų įrankių
VTC Power Co.,ltd, ličio polimero akumuliatorius, ličio polimero akumuliatorius, ličio polimero akumuliatoriaus elementas, ličio jonų elementas, ličio polimero baterijos, pritaikytas ličio akumuliatorius
