లిథియం పాలిమర్ బ్యాటరీ సిద్ధాంతం

లిథియం పాలిమర్ బ్యాటరీ సిద్ధాంతం

2023-5-12

మార్కెట్‌లో వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న రెండు సాంకేతికతలు సమిష్టిగా లిథియం-అయాన్ పాలిమర్‌లుగా సూచిస్తారు (ఇక్కడ "పాలిమర్" అనేది "ఎలక్ట్రోలైట్ ఐసోలేషన్ పాలిమర్"ని సూచిస్తుంది).

బ్యాటరీ క్రింది భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: LiCoO2 లిథియం కోబాల్ట్ డయాక్సైడ్ లేదా LiMn2O4 లిథియం టెట్రాఆక్సైడ్ మాంగనీస్ డయాక్సైడ్

డయాఫ్రాగమ్: కండక్టివ్ ఎలక్ట్రోలైట్ పాలిమర్ (పాలిథిలిన్ గ్లైకాల్, PEO వంటివి)

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: లిథియం లేదా లిథియం కార్బన్ ఎంబెడెడ్ (రసాయన) సమ్మేళనం

సాధారణ ప్రతిచర్య: (ఉత్సర్గ)

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: (కార్బన్ లిక్స్) → C+xLi+xe

డయాఫ్రాగమ్: లి వాహక

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

మొత్తం ప్రతిచర్య: (కార్బన్ xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+కార్బన్

ఎలక్ట్రోలైట్/మెమ్బ్రేన్ పాలిమర్‌లు పాలిథిలిన్ గ్లైకాల్ (PEO), లిథియం పొటాషియం హెక్సాఫ్లోరైడ్ (LiPF6) లేదా సిలికాతో కూడిన ఇతర వాహక లవణాలు లేదా యాంత్రిక లక్షణాలను పెంచే ఇతర పూరక పదార్థాల వంటి ఘనమైన పాలిమర్‌లు కావచ్చు (అటువంటి పద్ధతులు ఇంకా వాణిజ్యీకరించబడలేదు). భద్రతా అవసరాల ప్రకారం, చాలా బ్యాటరీలు కార్బన్ ఎంబెడెడ్ లిథియంను ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా ఉపయోగిస్తాయి, అవెస్టర్ (బాట్స్‌క్యాప్‌తో విలీనం చేసిన తర్వాత) వంటి నిర్దిష్ట తయారీదారులు మినహా మెటాలిక్ లిథియంను ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా ఉపయోగిస్తారు (లిథియం మెటల్ పాలిమర్ బ్యాటరీలుగా సూచిస్తారు).

రెండు వాణిజ్య బ్యాటరీలు పాలీవినైలిడిన్ ఫ్లోరైడ్ (PVdF)తో పాలిమరైజ్ చేయబడతాయి, ఘర్షణ ద్రావకాలు మరియు ఇథిలీన్ కార్బోనేట్ (EC)/డైమిథైల్ కార్బోనేట్ (DMC)/డైథైల్ కార్బోనేట్ (DEC) వంటి లవణాలు పూయడం ద్వారా. తేడా లిథియం మాంగనీస్ ఆక్సైడ్ (LiMn2O4)ను సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా ఉపయోగించడంలో ఉంటుంది (బెల్కోర్/టెల్కార్డియాస్ టెక్నాలజీ); సాంప్రదాయ పద్ధతి కోబాల్ట్ లిథియం ఆక్సైడ్ (LiCoO2) ఉపయోగించడం.

వాణిజ్యపరంగా ఇంకా విస్తృతంగా అందుబాటులో లేనప్పటికీ, ఇతర రకాల లిథియం పాలిమర్ బ్యాటరీలు కూడా ఉన్నాయి, ఇవి పాలీమర్‌లను సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా ఉపయోగిస్తాయి. ఉదాహరణకు, మోల్టెక్ వాహక ప్లాస్టిక్‌లు మరియు కార్బన్ సల్ఫర్ సమ్మేళనాలతో చేసిన సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌లను అభివృద్ధి చేస్తోంది. అయితే, 2005 నాటికి, ఈ సాంకేతికత స్వీయ విడుదలతో సమస్యలను కలిగి ఉన్నట్లు అనిపించింది మరియు ఉత్పత్తి ఖర్చులు కూడా చాలా ఎక్కువగా ఉన్నాయి.

ఇతర పద్ధతులలో సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు మరియు వాహక పాలిమర్‌లను కలిగి ఉన్న సల్ఫర్‌ను పాలీనిలిన్ వంటి సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా ఉపయోగించడం. ఈ పద్ధతి తక్కువ అంతర్గత నిరోధకత మరియు అధిక ఉత్సర్గ కెపాసిటెన్స్‌తో సహా మంచి అధిక ఉత్సర్గ సామర్థ్యాన్ని సాధించగలదు, అయితే తగినంత చక్రం సమయాలు మరియు అధిక ధరతో సమస్యలు ఉన్నాయి.