Li-Polymer batteri er den vanligste batteriteknologien vi bruker hver dag. Men kjenner du prinsippet for drift og konstruksjon av Li-polymer batterier?
Prinsippet for drift og konstruksjon av Li-polymer-batterier er identiske med Li-ion-batterier. Disse batteriene opererer etter prinsippet om deinterkalering og interkalering av litiumioner fra positive elektrodematerialer til negative elektrodematerialer. La oss først se på produksjonsprosessen for li-polymerbatterier.
De sandwichlignende cellene (fig. 2) består av en grafittelektrode (negativ), en litiummetalloksidelektrode (positiv) og et separatorlag. Litiummetalloksidet er basert på mangan-, nikkel- eller koboltoksidforbindelser eller en blanding av dem.
I enkelte celler med lavere spenningsnivå brukes jernfosfat som et alternativ i form av Li-jernfosfatceller. Sammensetningen påvirker egenskapene til batteriet og varierer etter produsent og kvalitetsklasse.
Fig. 2. Grunnleggende konstruksjon av Li-ion-celler. Diagram: © University of Siegen
Viktige kriterier som skiller Li-polymer-batterier fra andre typer celler:
oLi-ion-celler har fast hus i rustfritt stål eller aluminium. Huset er vanligvis sylindrisk i form (‘runde celler’). Rektangulære former er imidlertid også tilgjengelige.
Ulemper: relativt høye verktøykostnader for husproduksjon; begrensede dimensjoner.
Fordeler: robust, mekanisk sterkt hus som gjør batteriet vanskelig å skade. En lasersveiseprosess forsegler cellene.
Li-polymerceller, også kjent som myke celler eller poseceller, har et tynt og noe "mykt" hus – som en pose – laget av dyptrukket aluminiumsfolie. Det mest prismatiske huset kan produseres enklere og billigere enn de harde dekselene til Li-ion-celler. De andre komponentene, i skivetynne lagsfolier (< 100 µm) kan også masseproduseres til relativt lave kostnader.
Cellene er lette, tynne og kan lages i et bredt spekter av former og størrelser. Både store formater og høyder på mindre enn 1 mm kan oppnås. Cellene krever imidlertid forsiktig mekanisk håndtering.
Husfolien er belagt på begge sider med plast. Innside: polyolefiner, motstandsdyktig mot cellekomponentene. Utside: polyamid, motstandsdyktig mot ytre miljø. Dette vanntette laminatet er sveiset og omgir cellen som består av katode, anode og separator.
Utførelsen av deflektoren i området ved terrassen var et kritisk punkt. En ekstra folie sveiset til deflektoren øker forseglingen i dette området av sveisingen av "huset".
o Elektrodesett: I Li-polymerbatterier består elektrodesettet av et karbonbasert stoff (grafitt+tilsetningsstoffer) limt på et metallisk underlag. Katoden består av tredimensjonale, lithierte koboltoksider eller nikkel/mangan/kobolt (NMC) blandede oksider, også limt på et metallisk substrat. Deflektorer er tilstede på begge elektrodene. De er viklet rundt kjernen sammen med separatoren, normalt en trelags polyolefin. Kjernen består vanligvis av en flat pinne for å skape den rektangulære viklingen. Viklingen sitter i bunnen av posefolien, som er delvis brettet og lagt over viklingen. Forseglingen lages ved sveising av folien.
o Design: En fordel er det nesten ubegrensede utvalget av størrelser og formater takket være mangelen på et stivt stålhus og den kompakte konstruksjonen. Spesielt muligheten for å designe veldig flate celler skiller Li-polymer batteriteknologi. Slike batterier kan være tynnere enn 1 mm.
Dette resulterer i betydelig designfrihet for sluttproduktet. Individuelle dimensjoner kan realiseres selv for små batchstørrelser, mens plassen som er reservert for batteriet kan utnyttes til sitt fulle potensial.
o Energitetthet: Energitettheten til disse cellene er høyere enn for andre typer. I forhold til den totale vekten har Li-polymerceller en litt høyere energitetthet enn Li-ion-celler. Som Li-ion-batterier kan de enkelt kobles parallelt for å tillate høyere kapasitet.
o Selvutladning: En ytterligere fordel med LiPo-celler er deres relativt lave selvutladningshastighet.
De bør likevel beskyttes mot overlading, dyputslipp og ekstreme temperaturer.
o Godkjenning: Spredningen av Li-polymerceller på markedet bekrefter fordelene og aksepten av denne teknologien. Mange av cellene på markedet er sertifisert. Før en bestemt celle brukes, bør det verifiseres om den har en godkjenning og om produsenten har verktøyene som kreves for produksjon
VTC Power Co.,ltd，Lithium polymer batteri ， Li-polymer batteri ， Li-polymer battericelle ， Li-ion celler ， Li-polymer batterier ，tilpasset litium batteri
