Kekeliruan di sekitar bateri polimer litium?

Semua orang tahu bateri lithium, kerana mereka digunakan dalam telefon bimbit, kamera, pemain MP3 dan sebagainya. Bateri litium mempunyai banyak kelebihan berbanding teknologi bateri yang ‘lama’, seperti kekurangan memori. Bateri litium generasi terbaru termasuk bateri lithium-polimer, atau sebaliknya polimer lithium-ion (LiPo, LIP, Li-poly). Ini adalah bateri boleh dicas semula dengan teknologi lithium-ion dalam pakej lembut atau ‘beg’, menjadikannya lebih ringan dan fleksibel, berbeza dengan sel silinder dan prisma. Ini secara semula jadi menawarkan lebih banyak pilihan aplikasi.

Istilah ‘polimer lithium’ telah menyebabkan banyak kekeliruan di kalangan pengguna bateri. Asalnya ‘polimer lithium’ berdiri untuk teknologi baru yang menggunakan elektrolit polimer (sejenis plastik) dan bukannya elektrolit cair (elektrolit adalah bahan di mana ion boleh bergerak). Hasilnya adalah ‘plastik’ sel, yang secara teori nipis dan fleksibel dan boleh mengambil semua bentuk tanpa risiko kebocoran elektrolit. Bagaimanapun, ia mengambil masa yang lama untuk teknologi ini siap sepenuhnya untuk pengeluaran besar-besaran.

Makna kedua muncul apabila pengeluar mula memanggil aplikasi format poket di sekeliling ‘polimer’ litium-ion. Inilah penggunaan istilah yang paling meluas sekarang ini. Ia tidak lagi mengenai polimer sebagai elektrolit , tetapi polimer sebagai penutup (beg lembut, luaran). Reka bentuknya rata dan ringan, tetapi elektrolit masih cair. Sel-sel ini dipanggil ‘LiPo’ walaupun mereka sama dengan ‘Li-ion’ dari sudut pandang teknologi: elektrokimia yang mendasari adalah sama. Ini juga terpakai kepada LiFePo4 atau bateri LFP yang menggunakan lithium-iron-fosfat sebagai katod.

Apakah polimer?

Polimer adalah ‘gabungan pelbagai bahan’ yang mana plastik dicipta. Kebanyakan plastik adalah polimer.
Nama ‘polimer lithium’ (LiPo) untuk bateri pada awalnya digunakan oleh pemilik kereta model RC, pesawat terbang dan drone untuk menamakan pek bateri mereka dengan cangkang lembut. Istilah “litium ion” (Li-ion) yang lebih umum digunakan di tempat lain, contohnya dengan telefon bimbit, komputer riba, basikal elektrik dan kereta.

Polimer sebagai pengikat

Kekeliruan dalam nama-nama timbul dari pembinaan sel ion litium asal. Sel ini terdiri daripada empat bahagian utama: elektrod positif, elektrod negatif, pemisah dan elektrolit. Pemisah boleh menjadi polimer, seperti filem micropetous polietilena (PE) atau polipropilena (PP). Elektrod juga boleh mengandungi pengikat polimer. Jadi setiap sel li-ion, walaupun sel dengan sarung keras dan elektrolit cair, mempunyai sesuatu polimer di dalamnya. Walau bagaimanapun, polimer ini tidak mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia dan hanya berguna untuk mengikat zarah-zarah aktif untuk mengekalkan kekonduksian yang baik.

Fleksibel dan ringan

Sel-sel itu sendiri dalam bateri LiPo lebih daripada 20% lebih ringan daripada sel-sel silinder dengan kapasiti yang sama. Tidak seperti sel-sel prisma silinder litium, yang mempunyai perumahan logam yang tegar, sel-sel LiPo mempunyai perumahan lenturan (polimer lamina) yang fleksibel, supaya bateri boleh dihasilkan dalam pelbagai bentuk. Ini berguna apabila aplikasi itu penting dari segi ukuran dan ketumpatan tenaga, seperti telefon bimbit, tablet dan ultrabook yang semakin nipis dan ringan. Berat rendah dan kapasiti yang lebih besar juga merupakan kriteria penting dalam dunia RC.

Bolehkah sel-ion lithium-ion dengan perumahan polimer juga digunakan di dalam kereta? Ia boleh menggunakan sebilangan besar sel untuk mendapatkan kuasa dan tenaga yang diperlukan untuk kereta.Tetapi pengeluar lebih suka sel format besar dengan kapasiti 50Ah. Dengan kandungan tenaga yang lebih tinggi bagi setiap sel, kurang sel dan sambungan elektrik diperlukan dalam bateri. Tetapi terdapat risiko keselamatan yang melekat pada sel-sel LiPo dengan kapasiti tinggi seperti itu.

Bateri kembung

Sel-sel liPo mempunyai masalah yang sama seperti sel-lithium-ion yang lain: pengecasan berlebihan, pelepasan, haba yang berlebihan, litar pintas dan kerosakan boleh mengakibatkan kecacatan penting, seperti perumahan yang pecah (disebabkan pengembangan), elektrolit yang bocor dan kebakaran .

Semua sel-sel Li-ion berkembang pada tahap caj tinggi atau overcharge kerana penyejatan elektrolit yang rendah. Ini boleh menyebabkan penyingkiran dan oleh itu hubungan bersama yang lemah dari lapisan dalaman sel. Ini mengurangkan kebolehpercayaan dan hayat perkhidmatan sel. Berbeza dengan bateri Li-ion biasa, bateri LiPo tidak mempunyai perumahan yang keras untuk menghentikan pengembangan ini, supaya mereka dapat melihat secara mendalam dalam keadaan ini.Berbanding dengan sel-sel Li-ion silinder, bateri LiPo tidak mempunyai ciri keselamatan bersepadu seperti kegagalan kuasa atau perlindungan haba.

Bateri polimer ‘sebenar’

Walaupun nama ‘polimer litium’ (LiPo) biasanya digunakan untuk sel-litium-ion dalam kandang fleksibel dengan elektrolit cair, terdapat juga sel elektrokimia dengan elektrolit polimer yang padat dan sebenar. Daripada elektrolit garam litium, bateri polimer menggunakan elektrolit pepejal; elektrolit polimer pepejal ini adalah kering, gelled atau berliang.

Sebenarnya, membran terpasang tidak boleh dirujuk sebagai elektrolit polimer ‘sebenar’, melainkan sebagai sistem hibrid. Dengan elektrolit polimer hibrid (HPE), ‘hibrid’ merujuk kepada gabungan polimer, larutan cecair dan garam. Bellcore telah membangunkan sejenis sel polimer litium pada tahun 1996, yang mereka panggil ‘lithium ion’ plastik (PLiON).Walaupun elektrolit polimer ini terasa kering, mereka masih mengandungi 30% hingga 50% pelarut cecair. Nah, apakah bateri polimer ‘sebenar’?

Bateri LMP di projek mobilhare di Paris

Aplikasi komersil sebenar pertama bateri lithium-polimer sebenar dengan elektrolit padat seolah-olah telah didapati oleh Bolloré Perancis, pengeluar kereta saham BlueCar Autolib di Paris. Mereka mempunyai 400 paten untuk bateri litium-logam-polimer (LMP) dan sangat menarik untuk pasaran bahawa BMW telah menghantar mata-mata untuk mencuri teknologi.

Bateri LMP dicirikan oleh ketumpatan tenaga yang tinggi, hasil yang tinggi, berat badan yang rendah, jumlah kecil, hayat perkhidmatan yang panjang dan ciri-ciri caj / pelepasan yang stabil, boleh diramal, stabil tanpa mengira keadaan persekitaran. Di bawah keadaan biasa mereka mempunyai jangka hayat lebih daripada 3,000 kitaran pengecasan.Mereka dipanggil ‘kering’ sel, dengan elektrolit pepejal, yang mengurangkan risiko kebocoran atau pencucuhan sekiranya berlaku kemalangan kereta. Berbeza dengan bateri dengan elektrolit cair, mereka tetap stabil pada suhu tinggi, tanpa risiko terlalu panas berbahaya.

Teknologi LMP

Sel-litium-logam-polimer yang dihasilkan oleh Bolloré adalah laminat empat bahan ultra-nipis: anod logam elektrolit polimer pepejal katod dari vanadium oksida, karbon dan polimer dan pengumpul aliran kerajang aluminum .

Filem ultra-nipis dilancarkan dan dikompresi menjadi bentuk prisma dan dipasang ke dalam sel, yang kemudiannya dipasang ke dalam modul.

Bateri LMP tidak mengandungi komponen pelarut atau toksik, yang baik untuk alam sekitar, kerana itu menjadikan kitar semula lebih mudah.Dengan kapasiti mereka sehingga 30 kWh, bateri menawarkan kelajuan tinggi sehingga 130 km / jam dan jejari operasi setiap beban lebih daripada 250 km di bawah keadaan memandu normal di bandar.

Penyimpanan Tenaga

Penambahan kapasitor super besar di BlueCar memungkinkan untuk menjimatkan tenaga. Komponen penyimpanan ini menyediakan brek dan percepatan regeneratif (tenaga brek tidak hilang sebagai haba, tetapi diubah menjadi tenaga lain yang boleh digunakan) dan juga memanjangkan hayat bateri.

Apabila disambungkan ke grid, bateri menyimpan tenaga dan mengimbangi ketidakstabilan rangkaian. Malah apabila ia disambungkan kepada sumber tenaga boleh diperbaharui (solar, angin), mereka menawarkan pengeluaran dan pengurusan sistem tenaga yang tersendiri, sehingga mereka bahkan memberikan tenaga tanpa dihubungkan dengan grid elektrik.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *