История литий-полимерных аккумуляторов

История литий-полимерных аккумуляторов

 12 мая 2023 г.

   Литий-ионные полимерные батареи произошли от литий-ионных батарей. Основное отличие состоит в том, что электролитом солей лития в аккумуляторах являются твердые полимеры, такие как полиэтиленгликоль или полиакрилонитрил, а не органические растворы, используемые в литий-ионных аккумуляторах. Литий-ионные батареи имеют преимущества более низких производственных затрат, более гибкого выбора формы упаковки, надежности и долговечности по сравнению с литий-ионными батареями. Недостатком является то, что его зарядная емкость мала. Литий-полимерные аккумуляторы впервые появились в бытовой электронике примерно в 1995 году.

    Производимые сегодня коммерческие литий-ионные аккумуляторы упаковываются в эластичную мягкую ламинированную упаковку, которая отличается от цилиндрических литий-ионных аккумуляторов с твердой металлической оболочкой. Твердая оболочка литий-ионных батарей должна обеспечивать давление для фиксации изолятора и электрода вместе, в то время как литий-полимерная упаковка не требует такого давления (большинство из них не требует), поскольку электродные пластины и изоляторы уложены друг на друга. Благодаря отсутствию металлического жесткого корпуса этот аккумуляторный блок может уменьшить свой вес на 20% по сравнению с самим жестким аккумулятором.

   Напряжение литий-ионных аккумуляторов варьируется от 2,7 В (разряженных) до примерно 4,23 В (полностью заряженных). Во избежание перезарядки напряжение каждой литий-ионной батареи должно быть ограничено до 4,235 В или менее при последовательной упаковке.

   На ранних стадиях разработки литий-ионные аккумуляторы сталкиваются с проблемой высокого внутреннего сопротивления. Другие ограничения включают более длительное время зарядки и меньшую максимальную разрядную емкость по сравнению с существующими батареями. В декабре 2007 года Toshiba анонсировала новую конструкцию, позволяющую заряжаться быстрее. Ожидается, что этот продукт существенно изменит структуру рынка существующей бытовой электроники, электроинструментов и электромобилей, когда он будет выпущен в мае 2008 года. Более поздние разработки привели к увеличению максимального тока разряда примерно в два раза по сравнению с первоначальной мощностью (в ампер-часы) до 65 или даже 90 раз, что, в свою очередь, также позволило достичь цели быстрой зарядки.

    Литий-ионные аккумуляторы также имеют более длительный срок службы. В последние годы утверждалось, что батареи могут выполнить 1000 повторных циклов зарядки и разрядки, прежде чем их емкость упадет до 80%, что лучше, чем 300-500 циклов литий-ионных батарей. Однако подчеркивается, что 100% полная потеря при разряде является самой большой. Согласно инструкциям производителя по эксплуатации, если каждый раз с некоторым запасом оставлять только 85% разряда, скорость затухания еще больше замедлится, и при таких условиях использования может достигать более 5000 циклов. И еще один тип литиевой батареи». тонкопленочная литиевая батарея» имеет циклическую емкость более 10000 циклов.