A Li-Polymer akkumulátor a legelterjedtebb akkumulátor technológia, amelyet mindennap használunk. De ismeri a Li-polimer akkumulátorok működési elvét és felépítését?
A Li-polimer akkumulátorok működési elve és felépítése megegyezik a Li-ion akkumulátorokéval. Ezek az akkumulátorok a lítium-ionok deinterkalációjának és interkalációjának elvén működnek a pozitív elektródákból a negatív elektródákba. Először tekintsük át a lítium-polimer akkumulátorok gyártási folyamatát.
A szendvicsszerű cellák (2. ábra) egy grafitelektródából (negatív), egy lítium-fém-oxid elektródából (pozitív) és egy elválasztórétegből állnak. A lítium-fém-oxid bázisa mangán, nikkel vagy kobalt-oxid vegyületek vagy ezek keveréke.
Bizonyos, alacsonyabb feszültségű cellákban a vas-foszfátot alternatív megoldásként Li-vas-foszfát cellák formájában alkalmazzák. Az összetétel befolyásolja az akkumulátor tulajdonságait, és gyártónként és minőségi fokozatonként változik.
2. ábra Li-ion cellák alapvető felépítése. Diagram: © University of Siegen
Fontos kritériumok, amelyek megkülönböztetik a Li-polimer akkumulátorokat más típusú celláktól:
Az oLi-ion cellák rögzített házzal rendelkeznek rozsdamentes acélból vagy alumíniumból. A ház általában hengeres alakú („kerek cellák”). Mindazonáltal téglalap alakúak is rendelkezésre állnak.
Hátrányok: viszonylag magas szerszámköltség a házgyártáshoz; korlátozott méretek.
Előnyök: robusztus, mechanikailag erős ház, ami megnehezíti az akkumulátor sérülését. A lézeres hegesztési eljárás lezárja a cellákat.
A lítium-polimer celláknak, más néven lágy vagy tasak celláknak vékony és kissé „puha” házuk van – mint egy tasak – mélyhúzott alumíniumfóliából. A többnyire prizmás ház könnyebben és olcsóbban előállítható, mint a Li-ion cellák kemény házai. A többi komponens ostyavékony rétegű fóliában (< 100 µm) szintén tömegesen előállítható viszonylag alacsony költséggel.
A cellák könnyűek, vékonyak, és sokféle formában és méretben elkészíthetők. Nagy formátumok és 1 mm-nél kisebb magasságok egyaránt elérhetők. A cellák azonban gondos mechanikai kezelést igényelnek.
A házfólia mindkét oldalán műanyaggal van bevonva. Belül: poliolefinek, ellenállnak a sejtkomponenseknek. Kívül: poliamid, ellenáll a külső környezetnek. Ez a vízálló laminátum hegesztett, és körülveszi a katódból, anódból és szeparátorból álló cellát.
Kritikus pont volt a terelő kivitelezése a terasz területén. A terelőre hegesztett kiegészítő fólia növeli a tömítést a „ház” hegesztésének ezen a területén.
o Elektródakészlet: Li-polimer akkumulátorokban az elektródakészlet egy fémes hordozóra ragasztott szénalapú anyagot (grafit+adalékanyagok) tartalmaz. A katód háromdimenziós, lítiumozott kobalt-oxidokból vagy nikkel/mangán/kobalt (NMC) vegyes oxidokból áll, amelyek szintén fémes hordozóra vannak ragasztva. Mindkét elektródán terelőlap található. A mag köré tekercseltek az elválasztóval együtt, általában háromrétegű poliolefin. A mag általában egy lapos csapból áll a téglalap alakú tekercs létrehozása érdekében. A tekercs a tasakfólia aljában helyezkedik el, amely részben össze van hajtva és a tekercsre fektetve. A tömítés a fólia hegesztésével jön létre.
o Kialakítás: Előny a merev acélház hiányának és a kompakt felépítésnek köszönhetően szinte korlátlan méret- és formátumválaszték. A lítium-polimer akkumulátortechnológiát különösen a nagyon lapos cellák tervezésének lehetősége különbözteti meg. Az ilyen elemek 1 mm-nél vékonyabbak lehetnek.
Ez jelentős tervezési szabadságot eredményez a végtermék számára. Az egyedi méretek már kis tételméreteknél is megvalósíthatók, miközben az akkumulátor számára fenntartott hely teljes mértékben kihasználható.
o Energiasűrűség: Ezeknek a sejteknek az energiasűrűsége nagyobb, mint a többi típusé. Teljes tömegükhöz képest a Li-polimer cellák energiasűrűsége valamivel nagyobb, mint a Li-ion celláké. A Li-ion akkumulátorokhoz hasonlóan könnyen párhuzamosan csatlakoztathatók, hogy nagyobb kapacitást tegyenek lehetővé.
o Önkisülés: A LiPo cellák további előnye a viszonylag alacsony önkisülés.
Mindazonáltal védeni kell őket a túltöltéstől, a mélykisüléstől és a szélsőséges hőmérsékletektől.
o Jóváhagyás: A Li-polimer cellák elterjedése a piacon megerősíti ennek a technológiának az előnyeit és elfogadottságát. A piacon lévő cellák közül sok rendelkezik tanúsítvánnyal. Egy adott cella használata előtt ellenőrizni kell, hogy rendelkezik-e engedéllyel, és a gyártó rendelkezik-e a gyártáshoz szükséges eszközökkel
VTC Power Co., Ltd., Lítium-polimer akkumulátor, Li-polimer akkumulátor, Li-polimer akkumulátorcella, Li-ion cella, Li-polimer akkumulátorok, egyedi lítium akkumulátor
