Teoria da bateria de polímero de lítio

Teoria da bateria de polímero de lítio

12/05/2023

Existem duas tecnologias comercialmente disponíveis no mercado denominadas coletivamente como polímeros de íons de lítio (onde "polímero" representa "polímero de isolamento de eletrólito").

A bateria consiste nas seguintes partes:

Eletrodo positivo: dióxido de cobalto de lítio LiCoO2 ou dióxido de manganês de tetróxido de lítio LiMn2O4

Diafragma: Polímero eletrolítico condutor (como polietilenoglicol, PEO)

Eletrodo negativo: composto (químico) incorporado de lítio ou carbono de lítio

Reação típica: (descarga)

Eletrodo negativo: (Carbono Lix) → C+xLi+xe

Diafragma: Li condutor

Eletrodo positivo: Li1 − xCoO2+xLi+xe → LiCoO2

Reação total: (carbono xLi+xe)+Li1-xCoO2 → LiCoO2+carbono

Os polímeros de eletrólito/membrana podem ser polímeros sólidos, como polietilenoglicol (PEO), hexafluoreto de lítio e potássio (LiPF6) ou outros sais condutores com sílica ou outros materiais de enchimento que melhorem as propriedades mecânicas (tais métodos ainda não foram comercializados). De acordo com os requisitos de segurança, a maioria das baterias usa lítio incorporado em carbono como eletrodo negativo, exceto alguns fabricantes, como Avestor (após fusão com Battscap), que usam lítio metálico como eletrodo negativo (referidos como baterias de polímero de metal de lítio).

Ambas as baterias comerciais são polimerizadas com fluoreto de polivinilideno (PVdF) através do revestimento de solventes coloidais e sais como carbonato de etileno (EC)/carbonato de dimetila (DMC)/carbonato de dietila (DEC). A diferença está na utilização do óxido de lítio manganês (LiMn2O4) como eletrodo positivo (tecnologia Bellcore/Telcordia); O método tradicional é usar óxido de cobalto-lítio (LiCoO2).

Embora ainda não estejam amplamente disponíveis comercialmente, existem outros tipos diferentes de baterias de polímero de lítio que também utilizam polímeros como eletrodos positivos. Por exemplo, a Moltech está desenvolvendo eletrodos positivos feitos de plásticos condutores e compostos de carbono e enxofre. No entanto, a partir de 2005, esta tecnologia parecia ter problemas com a auto-liberação e os custos de produção também eram demasiado elevados.

Outros métodos incluem o uso de compostos orgânicos contendo enxofre e polímeros condutores como eletrodos positivos, como a polianilina. Este método pode atingir boa capacidade de descarga elevada, incluindo baixa resistência interna e alta capacitância de descarga, mas há problemas com tempos de ciclo insuficientes e alto custo.