Teori baterai polimer litium

Teori baterai polimer litium

12-5-2023

Ada dua teknologi yang tersedia secara komersial di pasaran yang secara kolektif disebut sebagai polimer litium-ion (dimana "polimer" mewakili "polimer isolasi elektrolit").

Baterai terdiri dari bagian-bagian berikut:

Elektroda positif: litium kobalt dioksida LiCoO2 atau litium tetraoksida mangan dioksida LiMn2O4

Diafragma: Polimer elektrolit konduktif (seperti polietilen glikol, PEO)

Elektroda negatif: senyawa (kimia) yang tertanam dalam litium atau karbon litium

Reaksi khas: (keluaran)

Elektroda negatif: (Karbon Lix) → C+xLi+xe

Diafragma: Li konduktif

Elektroda positif: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Reaksi total: (karbon xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+karbon

Polimer elektrolit/membran dapat berupa polimer padat, seperti polietilen glikol (PEO), litium kalium heksafluorida (LiPF6), atau garam konduktif lainnya dengan silika atau bahan pengisi lain yang meningkatkan sifat mekanik (metode tersebut belum dikomersialkan). Berdasarkan persyaratan keselamatan, sebagian besar baterai menggunakan litium yang tertanam karbon sebagai elektroda negatif, kecuali untuk produsen tertentu seperti Avestor (setelah bergabung dengan Battscap) yang menggunakan litium logam sebagai elektroda negatif (disebut sebagai baterai polimer logam litium).

Kedua baterai komersial dipolimerisasi dengan polivinilidena fluorida (PVdF) dengan melapisi pelarut koloid dan garam seperti etilen karbonat (EC)/dimetil karbonat (DMC)/dietil karbonat (DEC). Perbedaannya terletak pada penggunaan litium mangan oksida (LiMn2O4) sebagai elektroda positif (teknologi Bellcore/Telcordia); Metode tradisional adalah dengan menggunakan kobalt litium oksida (LiCoO2).

Meskipun belum tersedia secara luas secara komersial, terdapat berbagai jenis baterai lithium polimer lain yang juga menggunakan polimer sebagai elektroda positif. Misalnya, Moltech sedang mengembangkan elektroda positif yang terbuat dari plastik konduktif dan senyawa karbon sulfur. Namun, pada tahun 2005, teknologi ini tampaknya mempunyai masalah dengan pelepasan mandiri dan biaya produksi juga terlalu tinggi.

Metode lain termasuk menggunakan senyawa organik yang mengandung sulfur dan polimer konduktif sebagai elektroda positif, seperti Polianilin. Metode ini dapat mencapai kapasitas pelepasan yang tinggi, termasuk resistansi internal yang rendah dan kapasitansi pelepasan yang tinggi, namun terdapat masalah dengan waktu siklus yang tidak mencukupi dan biaya yang tinggi.