مقاومت شیمیایی بالای باتری‌های لیتیوم پلیمری

باتری‌های لیتیوم پلیمری به دلیل چگالی انرژی بالا، انعطاف‌پذیری و وزن سبکشان در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف به طور قابل توجهی محبوب شده‌اند. یکی از خصوصیات برجسته این باتری‌ها، مقاومت احیایی بالای آن‌ها است که برای تضمین عملکرد پایدار و عمر طولانی‌شان ضروری می‌باشد.

مقاومت احیایی بالای باتری‌های لیتیوم پلیمری عمدتاً به دلیل ترکیب و ساختار شیمیایی منحصر به فرد آن‌هاست. الکترولیت مورد استفاده در باتری‌های لیتیوم پلیمری اغلب یک الکترولیت ژل-پلیمری است که حاوی نمک لیتیوم حل شده در یک ماتریس پلیمری می‌باشد. این فرمول‌بندی الکترولیتی مزایای متعددی از نظر مقاومت احیایی فراهم می‌کند. برخلاف الکترولیت‌های مایع سنتی، الکترولیت ژل-پلیمری ساختاری پایدارتری دارد و این موضوع خطر واکنش‌های شیمیایی که می‌توانند منجر به فرآیندهای احیایی شوند را کاهش می‌دهد.

ماتریس پلیمری در الکترولیت به عنوان یک مانع فیزیکی عمل می‌کند و از تماس مستقیم بین آند فلز لیتیوم و الکترولیت به شکلی که می‌تواند واکنش‌های کاهشی ناخواسته را تحریک کند، جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، انتخاب افزودنی‌های موجود در الکترولیت می‌تواند مقاومت کاهشی را به طور مداوم افزایش دهد. این افزودنی‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که لایه‌ای پایدار از فاز جامد - الکترولیت (SEI) را بر روی سطح آند تشکیل دهند. لایه SEI به عنوان یک فیلم محافظ عمل می‌کند و به طور انتخابی اجازه عبور یون‌های لیتیوم را می‌دهد در حالی که مانع از عبور سایر گونه‌های واکنش‌پذیر می‌شود که می‌توانند باعث فرسایش مرتبط با کاهش در باتری شوند.

همچنین مواد کاتدی که در باتری‌های پلیمر لیتیومی استفاده می‌شوند با دقت انتخاب می‌گردند تا سازگاری خوبی با الکترولیت داشته باشند و مقاومت بالایی نسبت به کاهش (ریداکس) از خود نشان دهند. به عنوان مثال، اکسید کبالت لیتیوم (LiCoO₂)، اکسید نیکل-منگنز-کبالت لیتیوم (NMC) و فسفات آهن لیتیوم (LiFePO₄) به طور معمول به عنوان مواد کاتدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد دارای ساختار کریستالی و خواص الکتروشیمیایی خوبی هستند که اتفاق افتادن واکنش‌های کاهشی را در حین عملکرد باتری به حداقل می‌رسانند.

مقاومت بالای باتری‌های پلیمر لیتیومی نسبت به کاهش (ریداکس) تنها عمر سیکلی آن‌ها را بهبود نمی‌دهد، بلکه عملکرد ایمنی آن‌ها را نیز افزایش می‌دهد. با جلوگیری از واکنش‌های کاهشی بیش از حد، خطر گرمایش خودبه‌خودی (Thermal Runaway)، اتصال کوتاه و سایر خطرات ایمنی مرتبط با فرسودگی باتری به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. این موضوع باعث می‌شود باتری‌های پلیمر لیتیومی به یک منبع انرژی قابل اعتماد برای دامنه وسیعی از کاربردها، از جمله الکترونیک مصرفی و خودروهای برقی، تبدیل شوند.

پیشنهادات خواندنی:
کاربرد منابع تغذیه ذخیره‌سازی انرژی
تولیدکننده نیروگاه قدرت پورتابل در فضای باز
ذخیره‌ساز انرژی خانگی از نوع کابینتی
PB-MN1000W
NK01 چندکاره