高分子電解質リチウムイオン電池

LIPまたはLi-polyとしても知られるリチウムイオン電解質ポリマー電池は、半固体の高分子ゲルを構成する、液体電解質ではなく高分子電解質で作られた充電式電池です。これらのゲルポリマーは、液体電解質よりも優れた代替品になりつつあり、これは研究への関心の高まりと使用の増加によって見られます。この材料は、主に重量の臨界のために使用されます。リチウムイオンに含まれる液体電解質の危険性を食い止めようとしています。リチウムイオン電池は、より安全な代替品であることが確認されています。

ポリマー電解質は、エレクトロニクス業界にとって非常に有用であり、製造業者に設計を拡張し、あらゆる新しい技術的課題に適合させる能力を提供しています。市場での着実な成長により、複数のモバイルデバイス、ラップトップ、および新時代のガジェットで使用されており、そのほとんどはコストの上限に傾いています。したがって、効率と品質を向上させるために、結果はより多くの報酬になります。その軽量特性はそれにプラスであり、メーカーは最小の重量を必要とするそれらの創造物を達成するためにそれを使用しています

高分子電解質リチウムイオン電池の構造設計

・高分子電解質電池は、複雑な設計と構成を備えているため、エンジニアリングにおいてますます増大する役割を担うことができます。

・1500ipsの圧力高さの電極短絡に耐えるように作られたLi-polyは、本質的に安全なセルを備えた、なめらかさのない固体ポリマーです。

・高分子電解質リチウムイオンは、バッテリーパック内で電流高さ85Aの短絡があり、悪影響を与えることなくサージに耐えることができます。

・20ボルトの過充電と最大3cの放電に耐えるセルで構築されているため、Li-polyは炎を上げて機能するだけではありません。

・Li-polyの安全対策は、通常のリチウムイオン電池に比べて優れており、より強力です。

・PINは、ニッケルベースの化学物質を使用した環境に優しいシステムでもあります。これにより、専門家による取り扱いや特別な処分を必要としません。エリートでないクラスのユーザーが使用できるようにします。

固体高分子電解質の基本的なニーズは、導電性リチウム塩への溶解性、機能する界面、高いイオン伝導性、低ガラスの転移温度、およびLiアノードの安定性です。これらはすべて、PEOの誘導体とそれ自体を高分子マトリックスにします。

これらの固体電解質は3つに分類されます。

・乾燥した固体高分子電解質、

・ゲル化した固体高分子電解質と

・多孔質固体高分子電解質。

LIPセル：LIPセルには、4つの部分、2つの電極、負と正、セパレーターと電解質があります。

電極はさらに3つの方法に分けることができます：

ポジには、リチウム遷移金属酸化物、導電性添加剤、およびポリフッ化ビニリデンのポリマーバインダーが含まれています。

ネガには、カーボン、導電性添加剤、およびポリマーバインダーが含まれています。

発生器は、それ自体をポリマーにするポリエチレン、微孔性フィルム、またはポリプロピレンであり得るので、セルが液体電解質を含んでいても、それはポリマー成分を有する。

高分子電解質リチウムイオン電池の開発

最初の研究は1988年までにゲル化高分子電解質について行われ、それ以来、高分子電解質リチウムイオン電池の使用法と効率を向上させるためにさまざまな努力がなされてきました。

固体高分子電解質セルは、それを取り巻くいくつかの詳細がまだ研究者によって発見されていないため、エレクトロニクス市場ではまだ完全には使用されていません。液体電解質を使用する従来のリチウムイオン電池と、プラスチック製の固体リチウムイオン電池を組み合わせたハイブリッドモデルがあります。

電解質の結果は、ほとんどの場合、金属リチウムの電極上の半電池構成で計算されます。したがって、システムはリチウム金属セルになります。

ポリマー媒体では、SPEとしても知られる固体ポリマー電解質は無溶媒の塩溶液固体ポリマーです。これは、リチウムビス、イミド、および高分子（エチレンオキシドまたはトリメチレンカーボネート）の重量ポリの化合物です。

そして、マトリックス中の可塑剤としての1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートのような高分子電解質セル液体無機イオンに関する他の設計があります。

高分子電解質リチウムイオン電池の技術

高分子電解質リチウムイオン電池は、その誕生以来、機械の進歩と発展に大きな役割を果たしてきました。起亜自動車や現代自動車などのメーカーが実験用二次電池に使用しており、その効率性が高く評価されています。この賞賛は、Li-Polyの作業方法によるものです。高分子電解質リチウムイオン電池は、他のリチウムイオン電池と同じように、インターカレーションとデインターカレーションの原理で動作します。リチウムイオンのインターカレーションとデインターカレーションは、正極と負極の材料を形成し、導電性媒体に液体電解質を提供します。

微孔性セパレーターが電極間に設定され、電極が互いに直接接触しないようにし、電極粒子ではなくイオンのみが左右に移動できるようにします。

Li-polyセルの電圧はその化学的性質にあり、2.7〜3.0の放電電圧と4.2の完全に充電された電圧から変化します。一方、リチウム金属酸化物ベースのセルの放電電圧は1.8〜2.0、充電電圧は3.6〜3.8です（リン酸鉄リチウム（LiFePO4をベースのセルの場合）。定格電圧は製品のデータシートに指定されています。 、セルが過充電または放電されないようにするために管理できる電子回路を示します。

金属製の剛性ケースを含む円筒形のリチウムイオンおよびプリズムセルとは異なり、Li-polyセルは柔軟なポリマーラミネートケースです。セル全体の充電を監視して均一に充電するために、特に一連のセルを備えたバッテリーパック用の専用充電器が必要です。高分子電解質リチウムイオン電池は、現在、ラジコン飛行機、自動車、鉄道模型などのガジェットに使用されています。それらは、4.5のセル電圧で6400mAhに達する構成で利用可能になりました。この電圧レベルにより、Li-polyは通常のバッテリーよりも優れたものになり、航空機構造の通常のコンポーネントになっています。