تاريخ بطارية ليثيوم بوليمر

تاريخ بطارية ليثيوم بوليمر

 12-5-2023

   تطورت بطاريات ليثيوم أيون بوليمر من بطاريات ليثيوم أيون. والفرق الرئيسي هو أن إلكتروليت أملاح الليثيوم في البطاريات يتم حمله بواسطة بوليمرات صلبة مثل البولي إيثيلين جلايكول أو بولي أكريلونيتريل، بدلاً من المحاليل العضوية المستخدمة في بطاريات أيونات الليثيوم. تتميز بطاريات الليثيوم أيون بمزايا انخفاض تكاليف التصنيع، واختيار شكل التغليف الأكثر مرونة، والموثوقية، والمتانة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون. العيب هو أن سعة الشحن صغيرة. ظهرت بطاريات ليثيوم بوليمر لأول مرة في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية في عام 1995 تقريبًا.

    يتم تعبئة بطاريات الليثيوم أيون التجارية المنتجة اليوم في عبوات مغلفة بطبقة رقيقة مرنة، والتي تختلف عن بطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية ذات الأغلفة المعدنية الصلبة. تحتاج القشرة الصلبة لبطاريات الليثيوم أيون إلى توفير الضغط لتثبيت العازل والقطب الكهربائي معًا، في حين أن عبوات بوليمر الليثيوم لا تتطلب مثل هذا الضغط (معظمها لا يتطلب ذلك) لأن ألواح الأقطاب الكهربائية والعوازل مكدسة فوق بعضها البعض. نظرًا لعدم وجود غلاف معدني صلب، يمكن لحزمة البطارية هذه تقليل وزنها بنسبة 20% مقارنة بالبطارية الصلبة نفسها.

   يتراوح جهد بطاريات الليثيوم أيون بين 2.7 فولت (فارغة) وحوالي 4.23 فولت (مشحونة بالكامل). لمنع الشحن الزائد، يجب أن يقتصر جهد كل بطارية ليثيوم أيون على 4.235 فولت أو أقل عند تعبئتها على التوالي.

   في المراحل الأولى من التطوير، تواجه بطاريات الليثيوم أيون مشكلة المقاومة الداخلية العالية. تشمل القيود الأخرى وقت شحن أطول وقدرة تفريغ قصوى أقل مقارنة بالبطاريات الموجودة. في ديسمبر 2007، أعلنت شركة توشيبا عن تصميم جديد يمكنه الشحن بشكل أسرع. من المتوقع أن يغير هذا المنتج بشكل كبير هيكل السوق للإلكترونيات الاستهلاكية الحالية وأدوات الطاقة والمركبات الكهربائية عند إطلاقه في مايو 2008. وقد أدت التطورات الأحدث إلى زيادة الحد الأقصى لتيار التفريغ من حوالي ضعف السعة الأصلية (في ساعة أمبير) إلى 65 أو حتى 90 مرة، وهو ما حقق بدوره أيضًا هدف الشحن السريع.

    تتمتع بطاريات الليثيوم أيون أيضًا بعمر أطول. في السنوات الأخيرة، زُعم أن البطاريات يمكنها إكمال 1000 دورة شحن وتفريغ متكررة قبل أن تنخفض إلى 80% من سعتها، وهو أفضل من 300-500 دورة لبطاريات الليثيوم أيون. ومع ذلك، تم التأكيد على أن فقدان التفريغ الكامل بنسبة 100% هو الأكبر. وفقًا لتعليمات الصيانة الخاصة بالشركة المصنعة، إذا تم ترك 85٪ فقط من التفريغ مع بعض هامش في كل مرة، فإن معدل التوهين سيتباطأ بشكل أكبر، ويمكن أن يصل إلى أكثر من 5000 دورة في ظل ظروف الاستخدام هذه، ونوع آخر من بطاريات الليثيوم، " بطارية الليثيوم ذات الأغشية الرقيقة،" لديها قدرة دوران تزيد عن 10000 دورة.