2023-05-12
리튬 폴리머 배터리 이론
2023-5-12
시중에는 리튬 이온 폴리머(여기서 "폴리머"는 "전해질 분리 폴리머"를 나타냄)라고 통칭되는 두 가지 상용 기술이 있습니다.
배터리는 다음 부분으로 구성됩니다.
양극: LiCoO2 리튬 코발트 이산화물 또는 LiMn2O4 사산화리튬 이산화망간
다이어프램: 전도성 전해질 폴리머(예: 폴리에틸렌 글리콜, PEO)
음극: 리튬 또는 리튬 탄소 내장(화학) 화합물
일반적인 반응: (방전)
음극: (Carbon Lix) → C+xLi+xe
다이어프램: Li 전도성
양극: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2
전체 반응: (탄소 xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+탄소
전해질/막 고분자는 폴리에틸렌 글리콜(PEO), 육불화리튬칼륨(LiPF6), 실리카가 포함된 기타 전도성 염 또는 기계적 특성을 향상시키는 기타 충진재와 같은 고체 고분자일 수 있습니다(이러한 방법은 아직 상용화되지 않았습니다). 안전 요구 사항에 따라 금속 리튬을 음극으로 사용하는 Avestor(Battscap과 합병 후)와 같은 특정 제조업체(리튬 금속 폴리머 배터리라고 함)를 제외하고 대부분의 배터리는 탄소 내장 리튬을 음극으로 사용합니다.
두 상용 배터리 모두 에틸렌카보네이트(EC)/디메틸카보네이트(DMC)/디에틸카보네이트(DEC) 등 콜로이드 용매와 염을 코팅해 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 중합한다. 차이점은 양극으로 리튬 망간 산화물(LiMn2O4)을 사용한다는 점입니다(Bellcore/Telcordia 기술). 전통적인 방법은 코발트산화리튬(LiCoO2)을 사용하는 것이다.
아직 상업적으로 널리 보급되지는 않았지만 폴리머를 양극으로 사용하는 다른 유형의 리튬 폴리머 배터리도 있습니다. 예를 들어 몰테크(Moltech)는 전도성 플라스틱과 탄소황 화합물로 만든 양극을 개발하고 있다. 그러나 2005년 현재 이 기술은 자체 출시에 문제가 있는 것으로 보였고 생산 비용도 너무 높았다.
다른 방법으로는 폴리아닐린과 같은 황 함유 유기 화합물과 전도성 고분자를 양극으로 사용하는 방법이 있습니다. 이 방법은 내부 저항이 낮고 방전 용량이 높은 등 우수한 방전 용량을 얻을 수 있지만 사이클 타임이 부족하고 비용이 많이 드는 문제가 있습니다.