लिथियम पॉलिमर बॅटरी सिद्धांत

लिथियम पॉलिमर बॅटरी सिद्धांत

2023-5-12

बाजारात दोन व्यावसायिकदृष्ट्या उपलब्ध तंत्रज्ञान आहेत ज्यांना एकत्रितपणे लिथियम-आयन पॉलिमर म्हणतात (जेथे "पॉलिमर" "इलेक्ट्रोलाइट आयसोलेशन पॉलिमर" दर्शवते).

बॅटरीमध्ये खालील भाग असतात:

सकारात्मक इलेक्ट्रोड: LiCoO2 लिथियम कोबाल्ट डायऑक्साइड किंवा LiMn2O4 लिथियम टेट्राऑक्साइड मँगनीज डायऑक्साइड

डायाफ्राम: प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट पॉलिमर (जसे की पॉलिथिलीन ग्लायकोल, पीईओ)

नकारात्मक इलेक्ट्रोड: लिथियम किंवा लिथियम कार्बन एम्बेडेड (रासायनिक) कंपाऊंड

ठराविक प्रतिक्रिया: (स्त्राव)

नकारात्मक इलेक्ट्रोड: (कार्बन लिक्स) → C+xLi+xe

डायाफ्राम: ली प्रवाहकीय

सकारात्मक इलेक्ट्रोड: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

एकूण प्रतिक्रिया: (कार्बन xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+कार्बन

इलेक्ट्रोलाइट/मेम्ब्रेन पॉलिमर हे घन पॉलिमर असू शकतात, जसे की पॉलिथिलीन ग्लायकोल (पीईओ), लिथियम पोटॅशियम हेक्साफ्लोराइड (LiPF6), किंवा सिलिका किंवा इतर फिलिंग मटेरियल असलेले इतर प्रवाहकीय क्षार जे यांत्रिक गुणधर्म वाढवतात (अशा पद्धतींचे अद्याप व्यापारीकरण झालेले नाही). सुरक्षिततेच्या गरजांनुसार, बहुतेक बॅटरी कार्बन एम्बेडेड लिथियमचा वापर नकारात्मक इलेक्ट्रोड म्हणून करतात, काही उत्पादक जसे की Avestor (बॅटस्केपमध्ये विलीन झाल्यानंतर) जे मेटॅलिक लिथियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड म्हणून वापरतात (लिथियम मेटल पॉलिमर बॅटरी म्हणून संदर्भित).

कोलोइड सॉल्व्हेंट्स आणि इथिलीन कार्बोनेट (ईसी)/डायमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी)/डायथिल कार्बोनेट (डीईसी) यांसारख्या क्षारांचे कोटिंग करून दोन्ही व्यावसायिक बॅटरियां पॉलिव्हिनालिडीन फ्लोराइड (PVdF) सह पॉलिमराइज्ड आहेत. हा फरक लिथियम मँगनीज ऑक्साईड (LiMn2O4) च्या पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड (Bellcore/Telcordia's technology) म्हणून वापरण्यात आहे; कोबाल्ट लिथियम ऑक्साईड (LiCoO2) वापरणे ही पारंपारिक पद्धत आहे.

अद्याप व्यावसायिकरित्या मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध नसले तरी, इतर विविध प्रकारच्या लिथियम पॉलिमर बॅटरी आहेत ज्या पॉलिमरचा वापर सकारात्मक इलेक्ट्रोड म्हणून करतात. उदाहरणार्थ, मोल्टेक प्रवाहकीय प्लास्टिक आणि कार्बन सल्फर संयुगे बनलेले सकारात्मक इलेक्ट्रोड विकसित करत आहे. तथापि, 2005 पर्यंत, या तंत्रज्ञानामध्ये सेल्फ रिलीझमध्ये समस्या असल्याचे दिसून आले आणि उत्पादन खर्च देखील खूप जास्त होता.

इतर पद्धतींमध्ये सल्फर असलेले सेंद्रिय संयुगे आणि प्रवाहकीय पॉलिमर पॉलीनिलिन सारख्या पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड म्हणून वापरणे समाविष्ट आहे. ही पद्धत कमी अंतर्गत प्रतिकार आणि उच्च डिस्चार्ज कॅपेसिटन्ससह चांगली उच्च डिस्चार्ज क्षमता प्राप्त करू शकते, परंतु अपर्याप्त सायकल वेळा आणि उच्च खर्चासह समस्या आहेत.