Bateries de polímer de liti

A principis dels anys 90, quan l’ús industrial de les bateries d’ió de liti ja estava guanyant impuls, es van desenvolupar les primeres bateries de liti en forma de paquets: les bateries de liti-polímer (denominació “Li-Pol” o “Li-Po”).

Així, les bateries de polímer de liti s’han convertit en una versió posterior bateries d’ió de liti. Però si s’utilitza un electròlit líquid en bateries d’ió de liti, aleshores en les contrapartides de liti-polímer això ja és una composició de polímer, en consistència és un gel. A causa de la base de polímer, les bateries d’aquest tipus tenen una intensitat d’energia específica més elevada que d’altres.

És per aquesta raó que avui en dia les bateries de polímers de liti estan especialment implementades en molts dispositius mòbils, on el pes baix és extremadament important (gadgets, joguines controlades per ràdio, etc.)

Una bateria de polímer de liti típica conté quatre parts principals en el seu disseny: un elèctrode (anode) positiu, un elèctrode negatiu (càtode), un separador i un electròlit. Un polímer com una pel·lícula microporosa de polietilè o polipropilè pot actuar com a separador. Per tant, fins i tot si l'electròlit és pràcticament un líquid, el component de polímer de la bateria sempre està present.

L’elèctrode positiu, al seu torn, es pot dividir en tres parts: un material de transició de liti (òxid de cobalt de liti o òxid de manganès de liti), un additiu conductor i un aglutinant de polímer - fluorur de polivinilidè. Pel que fa a l’elèctrode negatiu, també conté tres parts, només hi ha carboni (grafit) en lloc d’òxids.

El principi de funcionament d’una bateria de liti-polímer, així com el principi de funcionament d’una bateria d’ió de liti, es basa en la incorporació reversible (intercalació i desacalització) d’ions de liti al material dels elèctrodes positius i negatius, mentre que l’electròlit serveix de medi conductor per als ions de liti, i aquí es necessita un separador microporós. per evitar que els elèctrodes oposats es toquin entre ells.

El separador, per tant, elimina la migració de partícules dels mateixos elèctrodes, passant només ions de liti. En estat descarregat, la tensió entre els elèctrodes és de 2,7 a 3 volts i en l'estat de càrrega arriba a 4,2 volts (per a una bateria d'òxid de liti-cobalt). Per al fosfat de ferro de liti (un tipus de bateria d’ió de liti), aquests valors seran diferents: d’1,8 a 2,0 volts en estat descarregat i de 3,6 a 3,8 volts en estat de càrrega.

Per a cada bateria, els valors característics de les tensions de funcionament s’indiquen a la documentació, a més, cada bateria ha d’estar equipada amb un circuit de protecció que no permeti que la tensió superi el rang admès. Si les cèl·lules es recullen en bateries després d’haver estat connectades en sèrie, és necessari tenir un controlador d’equilibri que mantingui la càrrega de cada cel·la a un nivell acceptable.

Les bateries de polímer de liti es diferencien tradicionalment de les bateries d'ions de liti convencionals en un marc flexible que en un marc rígid. Com a resultat, la cel·la no només resulta un 20% més lleugera, sinó que també té un enorme avantatge, que és la capacitat de produir bateries de gairebé qualsevol forma desitjada (per a ordinadors portàtils, tauletes i altres dispositius mòbils, això és extremadament important). A més, el nivell d’auto-descàrrega de les bateries de liti-polímer és només d’un 5% al ​​mes.

Finalment, cal destacar el nombre de cicles de treball, que per a les bateries de polímer de liti arriba als 900. I als corrents de descàrrega de 2C (el doble de la capacitat nominal), la capacitat de les bateries domèstiques d’aquest tipus disminueix només un 20% durant tot el temps de vida.Per a aplicacions especials, amb corrents operatius atípicament grans, es desenvolupen bateries especials de liti-polímer que poden transferir els corrents a la càrrega amb seguretat d’un ordre de magnitud superior al valor nominal.