S-2004 : باتری لیتیوم پلیمر

Lithium-polymer: Substance or Hype

فهرست مطالب

باتری لیتیوم پلیمر یکی از کاربردی‌ترین و بهترین باتری‌های موجود در بازار هستند که در این مطلب به طور کامل کارایی و نحوه استفاده از آن را بررسی می‌کنیم.

اصطلاح پلیمر معمولاً برای توصیف نوع خاصی از باتری‌های مبتنی بر لیتیوم استفاده می‌شود که ممکن است پلیمری باشند یا نباشند. این باتری‌ها معمولاً شامل سلولهای کیسه‌ای و منشوری است. در حالی که کلمه “پلیمر” به عنوان یک پلاستیک شناخته می‌شود ، پلیمرها از پلاستیک‌های مصنوعی گرفته تا بیوپلیمرهای طبیعی و پروتئین‌هایی که ساختارهای بیولوژیکی اساسی را تشکیل می‌دهند ، متغیر هستند.

لیتیوم-پلیمر از نظر نوع الکترولیت مورد استفاده با سایر سیستم های باتری تفاوت دارد. در طرح اولیه پلیمر که به دهه 1970 برمی‌گردد از الکترولیت پلیمری جامد (خشک) استفاده می‌شود که شبیه فیلم پلاستیکی است. این عایق امکان تبادل یونها (اتم های بار الکتریکی) را فراهم می‌کند و جایگزین جدا کننده متخلخل سنتی می‌شود که با الکترولیت آغشته شده است.

استفاده از باتری لیتیوم پلیمر

یک پلیمر جامد در دمای اتاق هدایت ضعیفی دارد و برای فعال کردن جریان باتری ، باید آن را تا 60 درجه سانتیگراد (140 درجه فارنهایت) گرم کرد. باتری های بزرگ پلیمری برای کاربردهای ثابت نصب شده بودند که نیاز به گرمایش داشتند ، اما از آن زمان دیگر مورد استفاده قرار نگرفتند. هیاهوی مورد انتظار “باتری پلاستیکی واقعی” که در اوایل سال 2000 وعده داده شده بود ، عملی نشد زیرا در دمای محیط نمی‌توان رسانایی را به دست آورد.

برای رسانایی باتری لیتیوم-پلیمر مدرن در دمای اتاق ، الکترولیت ژله ای اضافه شده است. امروزه بیشتر سلولهای پلیمری لیتیوم یون دارای یک جداکننده میکرو متخلخل با مقداری رطوبت هستند لیتیوم پلیمرباتری می‌تواند بر روی بسیاری از سیستم ها ساخته شود ، مانند لی-کبالت ، NMC ، Li-phosphate و Li-manganese ، و البته نوع منحصر به فرد باتری محسوب نمی‌شود. اکثر بسته‌های لیتیوم پلیمر مبتنی بر کبالت هستند هرچند مواد فعال دیگر نیز ممکن است اضافه شود.

با اضافه شدن الکترولیت ژله‌ای ، تفاوت یک یون Li معمولی با پلیمر یون چیست؟ تا آنجا که به کاربر مربوط می‌شود ، پلیمر لیتیوم اساساً همان لیتیوم-یون است. هر دو سیستم از مواد کاتد و آند یکسان استفاده می‌کنند و حاوی مقدار مشابه الکترولیت هستند.

چرا باتری لیتیوم پلیمر؟

باتری لیتیوم پلیمر از این نظر منحصر به فرد است که یک الکترولیت میکرو متخلخل جایگزین جدا کننده متخلخل سنتی می‌شود باتری لیتیوم پلیمر انرژی ویژه کمی بالاتری را ارائه می‌دهد و می‌توان آن را نازك‌تر از Li-ion معمولی ساخت ، اما گفته می‌شود هزینه ساخت بالاتر از طرح استوانه‌ای است. به منظور بحث، سلولهای کیسه‌ای اغلب به عنوان لیتیوم پلیمر شناخته می‌شوند.

سلول‌های لی-پلیمر همچنین در یک نوع فویل قابل انعطاف وجود دارد که شبیه بسته بندی مواد غذایی است. در حالی که یون لیتیوم استاندارد برای فشار دادن الکترودها به یک حالت سفت و سخت نیاز دارد ، لیتیوم پلیمر از ورقه های چند لایه‌ای استفاده می‌کند که نیازی به فشرده سازی ندارند. محفظه‌ای از نوع فویل ، وزن را بیش از 20 درصد نسبت به پوسته سخت کلاسیک کاهش می‌دهد. فناوری فیلم نازک این طرح را آزاد می‌کند زیرا باتری می‌تواند به هر شکلی ساخته شود و به زیبایی در تلفن‌های همراه شیک و تبلت‌ها جای گیرد. لی-پلیمر را می‌توان بسیار باریک ساخت که شبیه کارت اعتباری باشد.

مشخصات شارژ و دشارژ لیتیوم پلیمر با سایر سیستم های Li-ion یکسان است و نیازی به شارژر اختصاصی ندارد. موارد ایمنی از نظر نیاز به مدارهای محافظتی نیز مشابه هستند. تجمع گاز در هنگام شارژ می‌تواند باعث متورم شدن سلولهای منشوری و کیسه‌ای شود و تولیدکنندگان تجهیزات باید اجازه انبساط را بدهند. لیتیوم پلیمر در یک بسته فویل ممکن است دوام کمتری نسبت به Li-ion موجود در بسته استوانه‌ای داشته باشد.