Teoría de la batería de polímero de litio

Teoría de la batería de polímero de litio

2023-5-12

Hay dos tecnologías disponibles comercialmente en el mercado denominadas colectivamente polímeros de iones de litio (donde "polímero" representa "polímero de aislamiento de electrolitos").

La batería consta de las siguientes partes:

Electrodo positivo: dióxido de cobalto de litio LiCoO2 o dióxido de manganeso de tetraóxido de litio LiMn2O4

Diafragma: Polímero electrolítico conductor (como polietilenglicol, PEO)

Electrodo negativo: compuesto (químico) incrustado de litio o carbono de litio

Reacción típica: (descarga)

Electrodo negativo: (Carbon Lix) → C+xLi+xe

Diafragma: Li conductor

Electrodo positivo: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Reacción total: (carbono xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+carbono

Los polímeros de electrolito/membrana pueden ser polímeros sólidos, como polietilenglicol (PEO), hexafluoruro de litio y potasio (LiPF6) u otras sales conductoras con sílice u otros materiales de relleno que mejoran las propiedades mecánicas (tales métodos aún no se han comercializado). Según los requisitos de seguridad, la mayoría de las baterías utilizan litio incrustado en carbono como electrodo negativo, excepto ciertos fabricantes como Avestor (después de fusionarse con Battscap) que utilizan litio metálico como electrodo negativo (conocido como baterías de polímero de litio metálico).

Ambas baterías comerciales se polimerizan con fluoruro de polivinilideno (PVdF) recubriendo solventes coloidales y sales como carbonato de etileno (EC)/carbonato de dimetilo (DMC)/carbonato de dietilo (DEC). La diferencia radica en el uso de óxido de litio y manganeso (LiMn2O4) como electrodo positivo (tecnología de Bellcore/Telcordia); El método tradicional consiste en utilizar óxido de litio y cobalto (LiCoO2).

Aunque todavía no están ampliamente disponibles comercialmente, existen otros tipos diferentes de baterías de polímero de litio que también utilizan polímeros como electrodos positivos. Por ejemplo, Moltech está desarrollando electrodos positivos hechos de plásticos conductores y compuestos de carbono y azufre. Sin embargo, en 2005, esta tecnología parecía tener problemas con la autoedición y los costos de producción también eran demasiado altos.

Otros métodos incluyen el uso de compuestos orgánicos que contienen azufre y polímeros conductores como electrodos positivos, como la polianilina. Este método puede lograr una buena capacidad de descarga alta, incluida una baja resistencia interna y una alta capacitancia de descarga, pero existen problemas con tiempos de ciclo insuficientes y alto costo.