लिथियम पॉलिमर बैटरी सिद्धांत

लिथियम पॉलिमर बैटरी सिद्धांत

2023-5-12

बाज़ार में दो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रौद्योगिकियाँ हैं जिन्हें सामूहिक रूप से लिथियम-आयन पॉलिमर कहा जाता है (जहाँ "पॉलिमर" "इलेक्ट्रोलाइट आइसोलेशन पॉलीमर" का प्रतिनिधित्व करता है)।

बैटरी में निम्नलिखित भाग होते हैं:

सकारात्मक इलेक्ट्रोड: LiCoO2 लिथियम कोबाल्ट डाइऑक्साइड या LiMn2O4 लिथियम टेट्राऑक्साइड मैंगनीज डाइऑक्साइड

डायाफ्राम: प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट पॉलिमर (जैसे पॉलीथीन ग्लाइकॉल, पीईओ)

नकारात्मक इलेक्ट्रोड: लिथियम या लिथियम कार्बन एम्बेडेड (रासायनिक) यौगिक

विशिष्ट प्रतिक्रिया: (निर्वहन)

नकारात्मक इलेक्ट्रोड: (कार्बन लिक्स) → C+xLi+xe

डायाफ्राम: ली प्रवाहकीय

सकारात्मक इलेक्ट्रोड: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

कुल प्रतिक्रिया: (कार्बन xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+कार्बन

इलेक्ट्रोलाइट/झिल्ली पॉलिमर ठोस पॉलिमर हो सकते हैं, जैसे पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल (पीईओ), लिथियम पोटेशियम हेक्साफ्लोराइड (LiPF6), या सिलिका या अन्य भरने वाली सामग्री के साथ अन्य प्रवाहकीय लवण जो यांत्रिक गुणों को बढ़ाते हैं (ऐसे तरीकों का अभी तक व्यावसायीकरण नहीं किया गया है)। सुरक्षा आवश्यकताओं के तहत, अधिकांश बैटरियां नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में कार्बन एंबेडेड लिथियम का उपयोग करती हैं, एवेस्टर (बैट्सकैप के साथ विलय के बाद) जैसे कुछ निर्माताओं को छोड़कर, जो धातु लिथियम का उपयोग नकारात्मक इलेक्ट्रोड (लिथियम धातु पॉलिमर बैटरी के रूप में संदर्भित) के रूप में करते हैं।

दोनों वाणिज्यिक बैटरियों को कोलाइडल सॉल्वैंट्स और एथिलीन कार्बोनेट (ईसी)/डाइमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी)/डायथाइल कार्बोनेट (डीईसी) जैसे लवणों की कोटिंग करके पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) के साथ पॉलिमराइज़ किया जाता है। अंतर सकारात्मक इलेक्ट्रोड (बेलकोर/टेल्कोर्डिया की तकनीक) के रूप में लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड (LiMn2O4) के उपयोग में निहित है; पारंपरिक विधि कोबाल्ट लिथियम ऑक्साइड (LiCoO2) का उपयोग करना है।

हालाँकि अभी तक व्यावसायिक रूप से व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं है, फिर भी अन्य विभिन्न प्रकार की लिथियम पॉलिमर बैटरियाँ हैं जो पॉलिमर को सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में भी उपयोग करती हैं। उदाहरण के लिए, मोलटेक प्रवाहकीय प्लास्टिक और कार्बन सल्फर यौगिकों से बने सकारात्मक इलेक्ट्रोड विकसित कर रहा है। हालाँकि, 2005 तक, इस तकनीक में स्व-रिलीज़ की समस्याएँ थीं और उत्पादन लागत भी बहुत अधिक थी।

अन्य तरीकों में सल्फर युक्त कार्बनिक यौगिकों और प्रवाहकीय पॉलिमर को सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग करना शामिल है, जैसे कि पॉलीएनिलिन। यह विधि कम आंतरिक प्रतिरोध और उच्च डिस्चार्ज कैपेसिटेंस सहित अच्छी उच्च डिस्चार्ज क्षमता प्राप्त कर सकती है, लेकिन अपर्याप्त चक्र समय और उच्च लागत के साथ समस्याएं हैं।