แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่พบบ่อยที่สุดที่เราใช้ทุกวันแต่คุณรู้หลักการทำงานและโครงสร้างของแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์หรือไม่
หลักการทำงานและโครงสร้างของแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์นั้นเหมือนกับหลักการของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่เหล่านี้ทำงานบนหลักการดีอินเทอร์คาเลชันและการอินเทอร์คาเลชันของลิเธียมไอออนจากวัสดุอิเล็กโทรดบวกไปจนถึงวัสดุอิเล็กโทรดลบ เรามาทบทวนกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์กันก่อน
เซลล์ที่มีลักษณะคล้ายแซนด์วิช (รูปที่ 2) ประกอบด้วยอิเล็กโทรดกราไฟท์ (เชิงลบ) อิเล็กโทรดโลหะลิเธียมออกไซด์ (บวก) และชั้นตัวแยก ลิเธียมเมทัลออกไซด์ขึ้นอยู่กับสารประกอบแมงกานีส นิกเกิล หรือโคบอลต์ออกไซด์หรือส่วนผสมของพวกมัน
ในบางเซลล์ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า เหล็กฟอสเฟตจะถูกใช้เป็นทางเลือกในรูปแบบของเซลล์ฟอสเฟต Li-iron องค์ประกอบส่งผลต่อคุณสมบัติของแบตเตอรี่และแตกต่างกันไปตามผู้ผลิตและเกรดคุณภาพ
รูปที่ 2 การสร้างพื้นฐานของเซลล์ Li-ion แผนภาพ: ©มหาวิทยาลัย Siegen
เกณฑ์สำคัญที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์แตกต่างจากเซลล์ประเภทอื่น:
เซลล์ oLi-ion มีตัวเครื่องแบบตายตัวที่ทำจากสแตนเลสหรืออะลูมิเนียม ตัวเรือนมักมีรูปทรงกระบอก ('เซลล์กลม') อย่างไรก็ตาม ก็มีรูปทรงสี่เหลี่ยมให้เลือกเช่นกัน
ข้อเสีย: ต้นทุนเครื่องมือค่อนข้างสูงสำหรับการผลิตตัวเรือน มิติข้อมูลที่ถูกจำกัด
ข้อดี: โครงสร้างที่แข็งแกร่งและแข็งแรง ทำให้แบตเตอรี่เสียหายได้ยาก กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์จะปิดผนึกเซลล์
เซลล์ Li-polymer หรือที่เรียกว่าเซลล์อ่อนหรือเซลล์กระเป๋า มีโครงสร้างที่บางและค่อนข้าง 'อ่อน' เหมือนกระเป๋า ทำจากอลูมิเนียมฟอยล์ดึงลึก ตัวเรือนทรงแท่งปริซึมส่วนใหญ่สามารถผลิตได้ง่ายกว่าและถูกกว่าเซลล์ Li-ion แบบแข็ง ส่วนประกอบอื่นๆ ในฟอยล์ชั้นบางของเวเฟอร์ (< 100 µm) ยังสามารถผลิตได้จำนวนมากด้วยต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ
เซลล์มีน้ำหนักเบา บาง และสามารถสร้างได้หลายรูปทรงและขนาด สามารถทำได้ทั้งรูปแบบขนาดใหญ่และความสูงน้อยกว่า 1 มม. อย่างไรก็ตาม เซลล์เหล่านี้จำเป็นต้องมีการจัดการทางกลอย่างระมัดระวัง
ฟอยล์ตัวเรือนเคลือบด้วยพลาสติกทั้งสองด้าน ภายใน: โพลีโอเลฟินส์ ทนทานต่อส่วนประกอบของเซลล์ ภายนอก: โพลีเอไมด์ ทนทานต่อสภาพแวดล้อมภายนอก ลามิเนตกันน้ำนี้ถูกเชื่อมและล้อมรอบเซลล์ที่ประกอบด้วยแคโทด แอโนด และตัวแยก
การใช้แผงเบี่ยงบริเวณระเบียงถือเป็นจุดสำคัญ ฟอยล์เพิ่มเติมที่เชื่อมเข้ากับตัวเบี่ยงจะเพิ่มการปิดผนึกในบริเวณการเชื่อมของ 'ตัวเรือน'
o ชุดอิเล็กโทรด: ในแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ ชุดอิเล็กโทรดประกอบด้วยสารที่มีคาร์บอน (กราไฟท์+สารเติมแต่ง) วางลงบนพื้นผิวที่เป็นโลหะ แคโทดประกอบด้วยโคบอลต์ออกไซด์ผสมลิเธียมสามมิติหรือออกไซด์ผสมนิกเกิล/แมงกานีส/โคบอลต์ (NMC) และวางลงบนพื้นผิวโลหะเช่นกัน มีตัวเบี่ยงอยู่บนอิเล็กโทรดทั้งสอง พวกมันถูกพันรอบแกนพร้อมกับตัวแยก ซึ่งโดยปกติจะเป็นโพลีโอเลฟินสามชั้น โดยทั่วไปแกนจะประกอบด้วยหมุดแบนเพื่อสร้างขดลวดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ขดลวดจะอยู่ที่ด้านล่างของซองฟอยล์ ซึ่งพับบางส่วนแล้ววางทับบนขดลวด ซีลถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมฟอยล์
o การออกแบบ: ข้อดีคือมีขนาดและรูปแบบที่แทบจะไร้ขีดจำกัด เนื่องจากไม่มีโครงเหล็กที่แข็งแรงและโครงสร้างที่กะทัดรัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเป็นไปได้ในการออกแบบเซลล์ที่แบนมากทำให้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แตกต่างออกไป แบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถบางกว่า 1 มม.
ส่งผลให้มีอิสระในการออกแบบที่สำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ขนาดส่วนบุคคลสามารถรับรู้ได้แม้สำหรับขนาดชุดเล็ก ในขณะที่พื้นที่ที่สงวนไว้สำหรับแบตเตอรี่สามารถใช้งานได้เต็มประสิทธิภาพ
o ความหนาแน่นของพลังงาน: ความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์เหล่านี้สูงกว่าเซลล์ชนิดอื่น เมื่อเทียบกับน้ำหนักโดยรวม เซลล์ Li-polymer มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าเซลล์ Li-ion เล็กน้อย เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน สามารถเชื่อมต่อแบบขนานได้อย่างง่ายดายเพื่อให้มีความจุสูงขึ้น
o การคายประจุเอง: ข้อดีอีกประการหนึ่งของเซลล์ LiPo คืออัตราการคายประจุเองค่อนข้างต่ำ
อย่างไรก็ตามควรได้รับการปกป้องจากการชาร์จไฟเกิน การคายประจุลึก และอุณหภูมิที่สูงมาก
o การอนุมัติ: การแพร่กระจายของเซลล์ Li-polymer ในตลาดเป็นการยืนยันถึงข้อดีและการยอมรับของเทคโนโลยีนี้ เซลล์จำนวนมากในตลาดได้รับการรับรอง ก่อนที่จะใช้เซลล์ใดเซลล์หนึ่ง ควรตรวจสอบดูว่าได้รับการอนุมัติหรือไม่ และผู้ผลิตมีเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการผลิตหรือไม่
VTC Power Co.,ltd，แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ ，แบตเตอรี่ Li-Polymer ，เซลล์แบตเตอรี่ Li-Polymer ，เซลล์ Li-Ion ，แบตเตอรี่ Li-Polymer ，แบตเตอรี่ลิเธียมแบบกำหนดเอง
