סוללות ליתיום פולימר

בתחילת שנות ה -90, כאשר השימוש התעשייתי בסוללות ליתיום-יון כבר תפס תאוצה, סוללות הליתיום הראשונות בצורת חבילות פותחו - סוללות ליתיום-פולימר (ייעוד "Li-Pol" או "Li-Po").

כך, סוללות ליתיום פולימר הפכו לגרסה מאוחרת יותר סוללות ליתיום יון. אבל אם משתמשים באלקטרוליט נוזלי בסוללות ליתיום-יון, הרי שבמקבילי ליתיום-פולימר זה כבר הרכב פולימרים, על ידי עקביות ג'ל. בשל בסיס הפולימרים, לסוללות מסוג זה יש עוצמת אנרגיה ספציפית גבוהה יותר מאחרות.

מסיבה זו, כיום סוללות ליתיום-פולימר מיושמות באופן נרחב במיוחד במכשירים ניידים רבים, כאשר המשקל הנמוך הוא חשוב ביותר (גאדג'טים, צעצועים נשלטים על ידי רדיו וכו ').

סוללת ליתיום-פולימר טיפוסית מכילה ארבעה חלקים עיקריים בתכנונה: אלקטרודה חיובית (אנודה), אלקטרודה שלילית (קתודה), מפריד ואלקטרוליט. פולימר כמו פוליאתילן מיקרופורני או סרט פוליפרופילן עשוי לשמש כמפריד. לכן, גם אם האלקטרוליט הוא למעשה נוזל, רכיב הפולימר בסוללה נמצא תמיד.

ניתן לחלק את האלקטרודה החיובית, בתורו, לשלושה חלקים: חומר מעבר ליתיום (תחמוצת ליתיום קובלט או תחמוצת ליתיום מנגן), תוסף מוליך, ו קלסר פולימרים - פלואוריד פוליווינילין. באשר לאלקטרודה השלילית, הוא מכיל גם שלושה חלקים, רק פחמן (גרפיט) ​​נמצא עליו במקום תחמוצות.

עקרון הפעולה של סוללת ליתיום-פולימר, כמו גם עקרון הפעולה של סוללת ליתיום-יון, מבוסס על שילוב הפיך (intercalation and de-Calation) של יוני ליתיום בחומר האלקטרודות החיוביות והשליליות, ואילו האלקטרוליט משמש כמתקן מוליך עבור יוני ליתיום, ונדרש כאן מפריד מיקרופי. כדי למנוע מהאלקטרודות ההפוכות לגעת זו בזו.

המפריד, אפוא, מבטל את נדידת חלקיקי האלקטרודות עצמן, ומעביר רק יוני ליתיום. במצב הפרוק המתח בין האלקטרודות נע בין 2.7 לשלושה וולט, ובמצב הטעון הוא מגיע ל -4.2 וולט (עבור סוללת ליתיום קובלט תחמוצת). עבור ליתיום ברזל פוספט (סוג של סוללת ליתיום-יון), ערכים אלה יהיו שונים - מ 1.8 עד 2.0 וולט במצב הפרוק ומ- 3.6 עד 3.8 וולט במצב טעון.

עבור כל סוללה, הערכים האופייניים למתחי ההפעלה מצוינים בתיעוד, בנוסף, כל סוללה חייבת להיות מצוידת במעגל הגנה שאינו מאפשר למתח לחרוג מהטווח המותר. אם התאים מורכבים לסוללות לאחר שהם מחוברים בסדרה, חובה שיהיה בקר איזון שישמור על המטען של כל תא ברמה קבילה.

סוללות ליתיום-פולימר באופן מסורתי נבדלות מסוללות ליתיום-יון קונבנציונאליות במסגרת גמישה ולא קשיחה. כתוצאה מכך התא לא רק מתגלה כקליל ב -20%, אלא יש לו גם יתרון עצום, שהוא היכולת לייצר סוללות כמעט בכל צורה רצויה (עבור מחשבים ניידים, טאבלטים ומכשירים ניידים אחרים, זה חשוב ביותר). בנוסף, רמת הפריקה העצמית של סוללות ליתיום-פולימר היא רק כ -5% בחודש.

לבסוף יש לציין את מספר מחזורי התפקיד, אשר עבור סוללות ליתיום-פולימר מגיע ל 900. ובזרמי פריקה של 2C (פי שניים מהקיבולת הנומינלית), הקיבולת של סוללות ביתיות מסוג זה פוחתת רק ב- 20% לאורך כל חיי החיים.ליישומים מיוחדים, עם זרמי הפעלה גדולים באופן טיפוסי, מפותחים סוללות ליתיום-פולימר מיוחדות שיכולות להעביר בבטחה זרמים לעומס בסדר גודל גבוה מהערך הנקוב.