Индустриални новини

Знаете ли принципа на действие и конструкция на литиево-полимерните батерии?

2021-06-26
Литиево-полимерната батерия е най-разпространената технология за батерии, която използваме всеки ден. Но знаете ли принципа на действие и конструкцията на литиево-полимерните батерии?

Принципът на действие и конструкцията на литиево-полимерните батерии са идентични с тези на литиево-йонните батерии. Тези батерии работят на принципа на деинтеркалиране и интеркалиране на литиеви йони от материали с положителни електроди към материали с отрицателни електроди. Нека първо разгледаме производствения процес на литиево-полимерни батерии.

Клетките, подобни на сандвич (фиг. 2) се състоят от графитен електрод (отрицателен), електрод от литиев метален оксид (положителен) и сепараторен слой. Литиевият метален оксид се основава на съединения на манган, никел или кобалт или смес от тях.

В определени клетки с по-ниско ниво на напрежение, железният фосфат се използва като алтернатива под формата на клетки с литиево-железен фосфат. Съставът влияе върху свойствата на батерията и варира в зависимост от производителя и степента на качество.

Фиг. 2. Основна конструкция на Li-ion клетки. Диаграма: © University of Siegen

Важни критерии, които отличават литиево-полимерните батерии от други видове клетки:

oLi-йонните клетки имат фиксиран корпус от неръждаема стомана или алуминий. Корпусът обикновено е с цилиндрична форма („кръгли клетки“). Правоъгълни форми обаче също се предлагат.

Недостатъци: относително високи разходи за инструменти за производство на жилища; ограничени размери.

Предимства: здрав, механично здрав корпус, което прави батерията трудна за повреждане. Процесът на лазерно заваряване запечатва клетките.

Литиево-полимерните клетки, известни също като меки или торбични клетки, имат тънък и донякъде „мек” корпус – като торбичка – изработен от дълбоко изтеглено алуминиево фолио. Най-често призматичният корпус може да бъде произведен по-лесно и по-евтино от твърдите кутии на литиево-йонните клетки. Другите компоненти, във фолиа с тънък слой вафла (< 100 µm) също могат да бъдат масово произведени на относително ниска цена.

Клетките са леки, тънки и могат да бъдат изработени в широка гама от форми и размери. Могат да се постигнат както големи формати, така и височини под 1 мм. Клетките обаче изискват внимателно механично боравене.

Корпусното фолио е покрито от двете страни с пластмаса. Вътре: полиолефини, устойчиви на клетъчните компоненти. Отвън: полиамид, устойчив на външна среда. Този водоустойчив ламинат е заварен и обгражда клетката, включваща катод, анод и сепаратор.

Критичен момент беше изпълнението на дефлектора в зоната на терасата. Допълнително фолио, заварено към дефлектора, увеличава уплътнението в тази зона на заваряването на „корпуса” .

o Комплект електроди: При литиево-полимерните батерии комплектът електроди се състои от вещество на въглеродна основа (графит+добавки), залепено върху метална основа. Катодът се състои от триизмерни, литиирани кобалтови оксиди или смесени оксиди от никел/манган/кобалт (NMC), също залепени върху метален субстрат. На двата електрода има дефлектори. Те се навиват около сърцевината заедно с сепаратора, обикновено трислоен полиолефин. Ядрото обикновено се състои от плосък щифт, за да се създаде правоъгълна намотка. Намотката се намира в дъното на фолиото на торбичката, което е частично сгънато и положено върху намотката. Уплътнението се създава чрез заваряване на фолиото.

o Дизайн: Предимство е почти неограничената гама от размери и формати благодарение на липсата на твърд стоманен корпус и компактната конструкция. По-специално, възможността за проектиране на много плоски клетки отличава технологията на литиево-полимерните батерии. Такива батерии могат да бъдат по-тънки от 1 мм.

Това води до значителна свобода при проектирането на крайния продукт. Индивидуалните размери могат да бъдат реализирани дори за малки партиди, докато пространството, запазено за батерията, може да се използва с пълния си потенциал.

o Енергийна плътност: енергийната плътност на тези клетки е по-висока от тази на други типове. В сравнение с общото им тегло, литиево-полимерните клетки имат малко по-висока енергийна плътност от литиево-йонните клетки. Подобно на литиево-йонните батерии, те могат лесно да бъдат свързани паралелно, за да позволят по-висок капацитет.

o Саморазреждане: Друго предимство на LiPo клетките е тяхната относително ниска скорост на саморазреждане.

Въпреки това те трябва да бъдат защитени от презареждане, дълбоко разреждане и екстремни температури.

o Одобрение: Разпространението на литиево-полимерните клетки на пазара потвърждава предимствата и приемането на тази технология. Много от клетките на пазара са сертифицирани. Преди да се използва конкретна клетка, трябва да се провери дали има одобрение и дали производителят разполага с инструментите, необходими за производството

VTC Power Co.,ltd,Литиево-полимерна батерия , Литиево-полимерна батерия ,li-полимерна акумулаторна клетка ,Li-йонни клетки , Li-полимерни батерии , персонализирана литиева батерия