Teori bateri polimer litium

Teori bateri polimer litium

2023-5-12

Terdapat dua teknologi yang tersedia secara komersial di pasaran secara kolektif dirujuk sebagai polimer litium-ion (di mana "polimer" mewakili "polimer pengasingan elektrolit").

Bateri terdiri daripada bahagian berikut:

Elektrod positif: LiCoO2 litium kobalt dioksida atau LiMn2O4 litium tetraoksida mangan dioksida

Diafragma: Polimer elektrolit konduktif (seperti polietilena glikol, PEO)

Elektrod negatif: litium atau litium karbon tertanam (kimia) sebatian

Tindak balas biasa: (pelepasan)

Elektrod negatif: (Carbon Lix) → C+xLi+xe

Diafragma: Li konduktif

Elektrod positif: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Jumlah tindak balas: (karbon xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+karbon

Polimer elektrolit/membran boleh menjadi polimer pepejal, seperti polietilena glikol (PEO), litium kalium heksafluorida (LiPF6), atau garam konduktif lain dengan silika atau bahan pengisi lain yang meningkatkan sifat mekanikal (kaedah sedemikian belum lagi dikomersialkan). Di bawah keperluan keselamatan, kebanyakan bateri menggunakan litium terbenam karbon sebagai elektrod negatif, kecuali pengeluar tertentu seperti Avestor (selepas bergabung dengan Battscap) yang menggunakan litium logam sebagai elektrod negatif (dirujuk sebagai bateri polimer logam litium).

Kedua-dua bateri komersial dipolimerkan dengan polivinilidena fluorida (PVdF) dengan menyalut pelarut koloid dan garam seperti etilena karbonat (EC)/dimetil karbonat (DMC)/dietil karbonat (DEC). Perbezaannya terletak pada penggunaan litium mangan oksida (LiMn2O4) sebagai elektrod positif (teknologi Bellcore/Telcordia); Kaedah tradisional ialah menggunakan kobalt litium oksida (LiCoO2).

Walaupun belum lagi tersedia secara komersil, terdapat jenis bateri polimer litium lain yang juga menggunakan polimer sebagai elektrod positif. Sebagai contoh, Moltech sedang membangunkan elektrod positif yang diperbuat daripada plastik konduktif dan sebatian sulfur karbon. Walau bagaimanapun, pada tahun 2005, teknologi ini nampaknya mempunyai masalah dengan pelepasan sendiri dan kos pengeluaran juga terlalu tinggi.

Kaedah lain termasuk menggunakan sulfur yang mengandungi sebatian organik dan polimer konduktif sebagai elektrod positif, seperti Polianilin. Kaedah ini boleh mencapai kapasiti nyahcas tinggi yang baik, termasuk rintangan dalaman yang rendah dan kapasitans nyahcas tinggi, tetapi terdapat masalah dengan masa kitaran yang tidak mencukupi dan kos yang tinggi.