Batteria ai polimeri di litio

Che cos'è la batteria ai polimeri di litio

Batteria ai polimeri di litio (Li-polymer), nota anche come batteria ai polimeri di litio. Si tratta di un tipo di batteria agli ioni di litio, ma rispetto alla batteria al litio liquido (Li-ion) presenta molti vantaggi evidenti, come l'elevata densità energetica, le dimensioni ridotte, l'ultra-sottilità, il peso ridotto e l'elevata sicurezza. In termini di forma, le batterie ai polimeri di litio hanno caratteristiche ultrasottili e possono essere realizzate in pacchi batteria di qualsiasi forma e capacità per soddisfare le esigenze di vari prodotti. Lo spessore minimo della batteria ai polimeri di litio può raggiungere 0,5 mm. La sua tensione nominale è uguale a quella degli ioni di litio (3,7 V) e non presenta alcun effetto memoria.

Caratteristiche della batteria ai polimeri di litio

1. Flessibilità di forma;
2. Rapporto massa-energia più elevato (3 volte quello delle batterie MH-Ni);
3. La stabilità elettrochimica è ampia, fino a 9V;
4. Sicurezza e affidabilità perfette;
5. Maggiore durata del ciclo e minore perdita di capacità;
6. Utilizzo di volumi elevati;

Come funziona la batteria al litio polimerica

In questa fase, le batterie agli ioni si dividono in batterie al litio liquido (LIB) e batterie agli ioni di litio polimeriche (PLB). Tra queste, le batterie al litio liquido si riferiscono a batterie con polo positivo e negativo contenenti sostanze chimiche contenenti Li+. I componenti positivi sono LiCoO2, LiNiO2 o LiMn2O4, quelli negativi LixC6, il tipico sistema di batterie ricaricabili:

Reazione dell'elettrodo positivo (reazione di riduzione): Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2

Reazione negativa (reazione redox): LixC6-xe-=6C+xLi+

La reazione totale del pacco batterie ai polimeri di litio: Li1-xCoO2+LixC6=Li-CoO2+6C

Il principio delle batterie ai polimeri di litio è lo stesso delle batterie agli ioni di litio liquido, e la differenza fondamentale dipende dalla differenza dell'elettrolita della batteria al litio. La struttura chiave della batteria contiene tre elementi: positivo, negativo e soluzione elettrolitica. Per "batteria al litio polimerica" si intende il software del sistema di batterie ricaricabili che utilizza il polimero come struttura chiave in almeno una o più delle tre strutture chiave. Nel sistema di gestione della batteria al litio polimerica sviluppato e progettato in questa fase, l'applicazione di materie prime polimeriche nel grado positivo e nell'elettrolita della batteria al litio è molto importante. L'elettrodo metallico contiene materiali polimerici conduttivi o sostanze inorganiche nelle batterie al litio generiche. La soluzione elettrolitica può essere costituita da soluzioni elettrolitiche solide o colloidali di materiali polimerici, oppure da elettroliti chimici organici per batterie al litio. Le batterie agli ioni di litio generiche sono tecnicamente applicate a corpi liquidi o a soluzioni colloidali di elettroliti per batterie al litio, quindi devono essere saldamente riconfezionate per contenere i componenti specifici infiammabili, il che non solo aumenta il peso netto, ma limita anche il coordinamento delle specifiche.

La nuova batteria al litio polimerica (la batteria ricaricabile ATL è ultra-sottile fino a mm, che equivale allo spessore di una carta di credito), l'area totale libera e l'aspetto libero, migliorando notevolmente la capacità di coordinamento del design del prodotto della batteria ricaricabile, e quindi è possibile prendere in considerazione i regolamenti del prodotto, in modo che tutti i tipi di batterie ricaricabili abbiano un volume maggiore, e mostrare alcune capacità di coordinamento del design e soluzioni di alimentazione di commutazione per gli sviluppatori di apparecchiature per massimizzare le loro caratteristiche di prodotto. Inoltre, l'energia cinetica delle batterie al litio ad alto polimero è 20% superiore a quella delle batterie al litio generiche in questa fase, e anche il volume e le caratteristiche di protezione ambientale sono gradualmente migliorate rispetto alle batterie al litio generiche.

Requisiti di struttura e confezione della batteria ai polimeri di litio

La batteria al litio polimero è strutturata con un imballaggio morbido in alluminio-plastica. Quando si verifica un pericolo per la sicurezza, la cella della batteria ai polimeri di litio esplode. Le seguenti condizioni devono essere soddisfatte in termini di prestazioni di sicurezza:

(1) Cortocircuito: nessun incendio, nessuna esplosione
(2) Sovraccarico: nessun incendio, nessuna esplosione
(3) Test della scatola calda: nessun incendio, nessuna esplosione (temperatura costante di 150℃ per 10 minuti).
(4) Agopuntura: nessuna esplosione (utilizzare un chiodo da Ф3 mm per penetrare la batteria)
(5) Impatto della piastra: nessun incendio, nessuna esplosione (un oggetto pesante 10 kg colpisce la batteria da un'altezza di 1 metro)
(6) Incenerimento: nessuna esplosione (fiamma di gas che griglia la batteria)

Vantaggi delle batterie al litio polimeriche

1. La tensione standard di lavoro di una singola batteria ricaricabile ai polimeri di litio è di gran lunga superiore alla tensione standard di lavoro di una batteria ricaricabile al nichel-idrogeno e di una batteria ricaricabile al nichel-cadmio.

2. La densità è elevata e la sua densità relativa è doppia o addirittura superiore a quella delle batterie ricaricabili al nichel-idrogeno o al nichel-cadmio.

3. La durata di vita della batteria ai polimeri di litio è ridotta, il tempo di stoccaggio è troppo lungo e anche il suo danno volumetrico è ridotto.

4. Lunga durata, tutti i normali cicli di applicazione delle batterie al litio polimeriche possono superare le 500 volte.

5. Non c'è effetto memoria, non è necessario svuotare l'energia residua prima di caricare la batteria, il che è comodo da usare.

6. Eccellente fattore di sicurezza: La struttura della batteria agli ioni di litio polimerica è costituita da un imballaggio morbido in alluminio-plastica, diverso dal guscio di plastica della batteria al litio liquida. Una volta che c'è un rischio per la sicurezza, la batteria al litio liquido è molto incline all'esplosione, mentre il numero massimo di batterie al litio polimeriche può solo causare un'esplosione.

7. Lo spessore non è elevato e può essere reso più sottile: è possibile garantire uno spessore inferiore al millimetro, adatto agli attuali telefoni cellulari.

8. Peso ridotto: La batteria ricaricabile che utilizza l'elettrolita della batteria al litio in materiale polimerico non necessita di un involucro di plastica per la manutenzione esterna. Rispetto alla batteria al litio con guscio in alluminio dello stesso modello di specifiche di volume, la batteria al litio con polimeri è 20% più leggera della batteria ricaricabile con guscio in alluminio.

9. Grande capacità: Rispetto alla batteria ricaricabile in alluminio delle stesse specifiche e dello stesso modello, la batteria ai polimeri di litio ha un volume superiore di 10-15%. In questa fase, gli smartphone immessi sul mercato utilizzano tutti batterie ai polimeri.

10. Bassa resistenza interna: La resistenza interna della cella ai polimeri di litio è inferiore a quella della batteria al litio liquida generale, il che riduce notevolmente l'autoconsumo della batteria ricaricabile e aumenta la durata della batteria del telefono cellulare. La batteria al litio polimerica è adatta alla carica e alla scarica ad alta corrente. È la scelta ideale per il funzionamento a distanza ed è il prodotto più adatto a sostituire le batterie ricaricabili Ni-MH.

11. Capacità di personalizzare l'aspetto: Il produttore non deve limitarsi a un design dall'aspetto standard e può creare specifiche adeguate con lo sviluppo economico in base alla soddisfazione del cliente, lo spessore delle batterie al litio può essere migliorato o ridotto e nuove batterie al litio possono essere sviluppate e progettate con un'alta qualità e un prezzo basso e il tempo del ciclo di stampaggio è breve. Alcune possono anche essere personalizzate in base all'aspetto del telefono cellulare per utilizzare in modo flessibile lo spazio interno della custodia della batteria ricaricabile, in modo da aumentare la potenza della batteria.

12. Eccellenti caratteristiche di carica e scarica: Rispetto alle soluzioni elettrolitiche liquide, le batterie al litio polimeriche utilizzano soluzioni colloidali o soluzioni elettrolitiche che presentano caratteristiche di carica e scarica stabili.

13. Lo schema di progettazione della scheda di protezione della batteria al litio è molto semplice: quando si utilizzano materie prime ad alto contenuto di polimeri, la cella della batteria al litio non è facile da incendiare ed esplodere, e la cella della batteria al litio stessa ha anche un fattore di sicurezza sufficiente, quindi il piano di progettazione del percorso di manutenzione della batteria al litio polimerica può essere considerato per rimuovere PTC e interruttore automatico, e risparmiare il costo della batteria ricaricabile.

Svantaggi delle batterie al litio polimeriche

1. Il costo delle batterie ricaricabili aumenta e l'elettrolita delle batterie al litio non può essere purificato dal software del sistema.
2. Per mantenere la manipolazione del percorso, il sovraccarico o la sovrascarica distruggono l'intersezione dei composti nella batteria ricaricabile, danneggiando gravemente il numero di cicli della batteria.

Metodo di carica della batteria al litio polimerica

Attualmente, il metodo di carica delle batterie al litio polimeriche adotta generalmente la carica a corrente costante e a tensione costante: la batteria viene prima caricata a corrente costante, quando la tensione della batteria sale a un certo valore (4,2 V), la tensione rimane invariata, mentre la corrente nel circuito scende a un valore molto piccolo e alla fine tende a 0.

Precauzioni per l'uso delle batterie al litio polimeriche

1. È vietato colpire la batteria con parti taglienti;
2. È vietato trasportare o conservare insieme batterie al litio polimeriche e oggetti metallici;
3. È vietato gettare, far cadere, urtare o piegare la batteria, nonché colpirla con un martello o calpestarla;
4. È vietato utilizzare oggetti metallici come fili per cortocircuitare direttamente gli elettrodi positivi e negativi della batteria;
5. È vietato cortocircuitare l'elettrodo positivo o l'elettrodo negativo della batteria con lo strato di alluminio della pellicola di alluminio-plastica dell'imballaggio esterno del pacco batteria;
6. È vietato smontare il pacco batteria in qualsiasi circostanza;
7. È vietato immergere la batteria nell'acqua o nell'acqua di mare e la cella della batteria non deve essere umida;
8. È vietato utilizzare o collocare le batterie in prossimità di fonti di calore (come acqua calda, stufe, ecc.);
9. È vietato riscaldare la batteria o gettarla in acqua;
10. È vietato saldare direttamente le batterie;
11. È vietato caricare la batteria vicino a un fuoco o in un luogo molto caldo;
12. È vietato mettere la batteria in un forno a microonde o in un contenitore ad alta pressione;
13. È vietato utilizzare o lasciare la batteria a temperature elevate (come la forte luce del sole o un'auto molto calda) per un lungo periodo di tempo, altrimenti la batteria si surriscalda, si incendia o diminuisce il suo funzionamento e la sua durata si riduce;
14. Se l'elettrolito fuoriesce e tocca la pelle o altre parti, sciacquare immediatamente con acqua pulita. Se l'elettrolito viene a contatto con gli occhi, sciacquare immediatamente con acqua pulita e rivolgersi a un medico nelle vicinanze il prima possibile;
15. È vietato utilizzare batterie danneggiate, come quelle che perdono elettrolito o che disperdono l'odore dell'elettrolito, e devono essere tenute lontane da fonti di incendio per evitare che la batteria prenda fuoco o esploda.

Buon senso nell'uso delle batterie al litio polimeriche

1. Il caricabatterie deve essere un caricabatterie a corrente e tensione costante con funzione di carica in parallelo. La corrente di carica deve essere inferiore a 1,5A. La tensione di carica caricata sugli elettrodi positivo e negativo di ciascuna cella durante la carica non deve superare i 4,25V;
2. Una scarica eccessiva della batteria comporta la perdita delle prestazioni e del funzionamento della stessa. Gli utenti devono assicurarsi che la tensione di terminazione della scarica di ogni batteria sia ≥2,75V;
3. Per utilizzare meglio e più a lungo la batteria, è necessario caricarla in modo irregolare per mantenere la tensione tra 3,6V-3,9V per cella;
4. La temperatura di carica della batteria deve essere compresa tra 0 e 40℃, la temperatura di scarica deve essere di -20-60℃ e la temperatura di conservazione deve essere di 25±5℃;
5. Rispettare rigorosamente il trasporto della batteria sotto 10%-50% dello stato di carica;

Smaltimento della batteria al litio polimerica

Quando la batteria viene rottamata, si consiglia di tagliare la pellicola di alluminio-plastica della batteria con le forbici e di sciacquarla con acqua pulita per un minuto. Dopodiché, può essere smaltita senza inquinare o essere riciclata da un'organizzazione speciale. Le batterie al litio polimeriche prodotte da Nuranu possono essere riciclate dal fornitore o dal distributore.

Come acquistare batterie al litio polimeriche di alta qualità

La chiave del maggiore vantaggio competitivo delle batterie al litio polimeriche risiede nelle loro dimensioni ridotte, nel peso relativamente leggero e nella comoda portabilità. Sono diventate una fonte di energia verde ideale e apprezzata dagli acquirenti. Quando si scelgono le batterie al litio polimeriche, queste devono rientrare nella categoria della capacità di tensione scientifica e ragionevole. Un numero sempre maggiore di acquirenti persegue la perfezione di una capacità ultra-grande e di una tensione ultra-elevata. Questa idea e questa pratica sono completamente sbagliate. Deve essere chiaro che più energia si accumula in un volume limitato, più è difficile gestirla, e più alta è la tensione e maggiore è la capacità, maggiore è la difficoltà e il tasso di fallimento del circuito di protezione e del circuito di equalizzazione. Per meglio abbinare le apparecchiature che utilizziamo con la batteria al litio polimerica, dipende dalla certificazione dei test di sicurezza della batteria al litio polimerica come segue:

In circostanze normali, si può giudicare dall'aspetto del logo della confezione della batteria al litio polimerica esterna, come il nome del produttore, il marchio o la marca, l'impostazione dello stile e la batteria dovrebbe essere etichettata.

D'altra parte, è necessario superare test quali urti, accelerazioni, vibrazioni, shock termici, test di cicli termici e test di simulazione ad alta quota, in modo che la batteria campione non esploda o prenda fuoco e non vi siano perforazioni o perdite.

Successivamente, è necessario eseguire un test di carica-scarica, che deve essere compreso sotto l'aspetto del ciclo di carica-scarica, del test di cortocircuito, del test di carica anomala, del test di scarica obbligatorio, del sovraccarico, ecc.

In questa fase, sempre più produttori di batterie al litio polimeriche sono tenuti ad avere i marchi di certificazione CE e UL per l'esportazione delle batterie, che indicano che esse soddisfano gli standard di sicurezza, igiene, protezione ambientale e protezione degli acquirenti, ecc. Dobbiamo quindi valutare rigorosamente la batteria al litio polimerica per garantire la forte protezione offerta dall'uso dell'apparecchiatura ed evitare anomalie nel processo di utilizzo.