Lithiumion-Polymer-Batterien, Polymer-Lithiumion oder allgemeiner Lithiumpolymer-Batterien (hat Li-Poly, Li-Pol, LiPo, LIPPE, PLI oder LiP abgekürzt), sind (sekundäre Zelle) Batterien wiederaufladbar. Batterien von LiPo werden gewöhnlich aus mehreren identischen sekundären Zellen in der Parallele zusammengesetzt, um die Entladungsstrom-Fähigkeit zu vergrößern.

Designursprung

Dieser Typ hat sich von Lithiumion-Batterien technologisch entwickelt. Der primäre Unterschied ist, dass der Lithiumsalz-Elektrolyt in einem organischen Lösungsmittel, aber in einer festen Polymer-Zusammensetzung wie Polyäthylen-Oxyd oder Polyacrylnitril nicht gehalten wird. Die Vorteile des Li-Ion-Polymers über das Lithiumion-Design schließen potenziell niedrigere Fertigungskosten, Anpassungsfähigkeit an ein großes Angebot daran ein, Gestalten, Zuverlässigkeit und Rauheit zu paketieren. Lithiumion-Polymer-Batterien haben angefangen, in der Verbraucherelektronik 1995 zu erscheinen.

Technologie

Zellen haben heute verkauft, weil Polymer-Batterien Beutel-Zellen sind. Verschieden vom Lithiumion haben zylindrische Zellen, die einen starren Metallfall, Beutel-Zellen haben, einen flexiblen, Folie-Typ (Polymer-Folie) Fall. In zylindrischen Zellen drückt der starre Fall die Elektroden und den Separator auf einander; wohingegen in Polymer-Zellen dieser Außendruck nicht erforderlich (oder häufig verwendet ist), weil die Elektrode-Platten und die Separator-Platten auf einander lamelliert sind. Da individuelle Beutel-Zellen keine starke Metallumkleidung haben, durch sich sind sie mehr als um 20 % leichter als gleichwertige zylindrische Zellen.

Die Stromspannung einer Zelle von Li-Poly ändert sich von ungefähr 2.7 V (entladen) zu ungefähr 4.23 V (völlig beladen), und Zellen von Li-Poly müssen vor der Überbeladung durch das Begrenzen der angewandten Stromspannung auf nicht mehr als 4.235 V pro in einer Reihe-Kombination verwendete Zelle geschützt werden.

Früh in seiner Entwicklung hatte Lithiumpolymer-Technologie Probleme mit dem inneren Widerstand. Andere Herausforderungen schließen längere Anklage-Zeiten und langsamere maximale Entladungsraten im Vergleich zu reiferen Technologien ein. Im Dezember 2007 hat Toshiba ein neues Design bekannt gegeben, das eine viel schnellere Rate der Anklage (ungefähr 5 Minuten anbietet, um 90 % zu erreichen). Diese Zellen wurden auf den Markt im März 2008 veröffentlicht und werden erwartet, eine dramatische Wirkung auf das Macht-Werkzeug und die elektrischen Fahrzeugindustrien, und eine Hauptwirkung auf die Verbraucherelektronik zu haben. Neue Designverbesserungen haben maximale Entladungsströme von 2mal zu 65 oder sogar 90mal die Zellhöchstanklage pro Stunde vergrößert.

In den letzten Jahren haben Hersteller aufwärts 500 Zyklen der Anklage-Entladung vor den Höchstfällen von 80 % erklärt (sieh Sanyo). Wie man gezeigt hat, hat eine andere Variante von Zellen von Li-Poly, der "dünne Film wiederaufladbare Lithiumbatterie", mehr als 10,000 Zyklen zur Verfügung gestellt.

Anwendungen

Ein zwingender Vorteil von Zellen von Li-Poly besteht darin, dass Hersteller die Batterie fast jedoch gestalten können, erfreuen sie, der für Mobiltelefonhersteller wichtig sein kann, die ständig an kleineren, dünneren und leichteren Kopfhörern arbeiten.

Einige airsoft Pistole-Eigentümer haben auf Batterien von LiPo wegen der obengenannten Gründe und der vergrößerten Rate des Feuers umgeschaltet, das sie zur Verfügung stellen.

Radio hat Ausrüstung kontrolliert

Batterien von Li-Poly gewinnen auch Bevorzugung in der Welt des ferngesteuerten Flugzeuges sowie der ferngesteuerten Autos, wo die Vorteile sowohl des niedrigeren Gewichts als auch außerordentlich vergrößerte Durchlaufzeiten genügend Rechtfertigung für den Preis sein können. Ferngesteuerte Autobatterien werden häufig durch haltbare Plastikfälle geschützt, um Einstich zu verhindern. Besonders bestimmte elektronische Motorgeschwindigkeitssteuerungen werden verwendet, um übermäßige Entladung und nachfolgenden Batterieschaden zu verhindern. Das wird mit einer niedrigen Stromspannungsabkürzung (LVC) erreicht, die untergeht, der angepasst wird, um Zellstromspannung aufrechtzuerhalten, die größer ist als (normalerweise) 3 V pro Zelle.

Persönliche Elektronik

Batterien von Li-Poly gewinnen auch Boden in PDAs, und Laptops, wie die Familie von MacBook des Apfels, Flammt der Amazonas, der Thinkpad X300 von Lenovo und Ultrakastanienbraune Batterien, die OQO Reihe von Handcomputern, der HP Mini- und Produkte von Dell Auf, die D-Bucht-Batterien zeigen. Sehr kleiner GPS, zwischen dem sich das Verfolgen von Einheiten wie der GTU-10 von Garmin auf li-poly Batterien seit den Tagen oder sogar Wochen der autonomen Operation verlässt, lädt wieder. Batterien von Li-Poly werden auch in kleinen Digitalmusik-Geräten wie iPods, Zunes, und andere MP3 Spieler und das Apfel-iPhone und das iPad, sowie die spielende Ausrüstung wie PlayStation von Sony 3 Radiokontrolleure verwendet. Sie sind in Anwendungen wünschenswert, wo kleine Form-Faktoren und Energiedichte Kostenrücksichten überwiegen.

Elektrische Fahrzeuge

Diese Batterien können auch die folgende Generation der Batterie elektrische Fahrzeuge antreiben. Die Kosten eines elektrischen Autos dieses Typs sind zurzeit bedeutsam höher als eines Benzin-Autos, aber es ist wahrscheinlich, dass mit der vergrößerten Produktion und den technologischen Fortschritten die Kosten von Batterien von Li-Poly hinuntergehen werden.

Hyundai Motor Company verwendet diesen Batterietyp in einigen seiner hybriden elektrischen Fahrzeuge.

Am 26. Oktober 2010 ist ein Li-Poly gerast Audi A2 hat die Rekordentfernung 600 km ohne das Wiederladen bedeckt. Vom April 2011 Batterien dieses Typs für die Produktion ist außerordentliches ein Megawatt für mehrere Weltgeschwindigkeitsaufzeichnungen im Schinderei-Rennen verantwortlich gewesen.

Gefahren und Beschränkungen

• Alle Li-Ion-Zellen breiten sich an hohen Niveaus der Ladungszustand (SOC) aus; wenn unenthalten, kann das auf delamination und die Verminderung der Zuverlässigkeit und des Zyklus-Lebens hinauslaufen; der Fall von zylindrischen Zellen stellt diese Eindämmung zur Verfügung, während Beutel-Zellen, durch sich, nicht enthalten werden. Deshalb, um die steuerpflichtige Leistung zu erreichen, muss eine aus Beutel-Zellen zusammengesetzte Batterie eine starke Außenumkleidung einschließen, um seine Gestalt zu behalten.
• Das Überladen einer Batterie von Li-Poly kann eine Explosion oder Feuer verursachen.
• Während der Entladung auf der Last muss die Last entfernt werden, sobald die Spannungsabfälle unter etwa 3.0 V pro Zelle (verwendet in einer Reihe-Kombination), oder die Batterie nachher eine volle Anklage nicht mehr akzeptieren wird und Probleme erfahren kann, die Stromspannung unter der Last halten. Batterien von Li-Poly können durch das Schaltsystem geschützt werden, das Überbeladung und tiefe Entladung verhindert.
• Batterien von Li-Poly verlangen normalerweise mehr als eine Stunde für eine volle Anklage.
• Im Vergleich zur Lithiumion-Batterie hat Li-Poly eine größere Lebenszyklus-Degradierungsrate.
• Mit dem Polymer spezifische Lithiumladegeräte sind erforderlich, um Feuer und Explosion zu vermeiden.
• Explosionen können auch vorkommen, wenn die Batterie gekurzschlossen wird, weil enormer Strom die Zelle in einem Moment durchführt. Radiokontrolle-Anhänger nehmen spezielle Vorsichtsmaßnahmen, um sicherzustellen, dass ihre Batterie führt, werden richtig verbunden und isoliert. Außerdem können Feuer vorkommen, wenn die Zelle oder der Satz durchstochen werden.
• Da diese Lithiumpolymer-Batterien zuerst auf dem Markt erschienen sind, waren sie teuer.

• man die Lithiumpolymer-Batterien belädt, sollten die individuellen Zellen im Satz gleichmäßig beladen werden. Für diesen Zweck sollen die Zellen wegen spezieller Ladegeräte angeklagt werden. Das hat spezielle Sorge zur Folge, während es die Batterien zusätzlich zum Nehmen von Ausgaben auf dem Verschaffen der zu Lithiumpolymer-Batterien spezifischen Ladegeräte belädt.

Sicherheit

Da Zellen von LiPo bestimmte Gefahren zur Folge haben, die es wichtig ist, Sicherheit für jeden zu sichern, der im Kontakt mit diesen Batterien kommt. Besonders werden Kinder gefährdet gesetzt, während sie mit Spielsachen spielen, die Zellen von LiPo, wie Spielzeughubschrauber oder Musterautos einschließen. Deshalb wird es empfohlen, dass eine materielle Sicherheitsdatenplatte für die Batterie jedes Produkt begleiten sollte, das das wirkliche Material angibt, das es enthält. Im Falle der Überbelastung, des Kurzschließens oder des Explodierens der Batterie, die auf Verärgerung oder Vergiftung hinausläuft, kann die notwendige Information schnell erhalten werden und passende gemachte Schritte. Ein Beispiel für eine materielle Datensicherheitsplatte für Zellen von LiPo kann hier gefunden werden.

Technische Spezifizierungen

Es gibt zurzeit zwei kommerzialisierte Technologien, beider Lithium-Ion-Polymer (wo "Polymer" "für Polymer-Elektrolyt/Separator" eintritt) Zellen. Diese werden insgesamt "Polymer-Elektrolyt-Batterien" genannt.

Die Batterie wird als gebaut:

• positive Elektrode: LiCoO oder LiMnO
• Separator: Polymer-Elektrolyt (z.B, polyethyleneoxide, PEO) führend
• negative Elektrode: Li oder Einschaltung des Kohlenstoff-Li setzen zusammen

Typische Reaktion:

• Negative Elektrode: Kohlenstoff-Li  C + xLi + xe
• Separator: Li + Leitung
• Positive Elektrode: LiCoO + xLi + xe  LiCoO

Polymer-Elektrolyte/Separatoren können feste Polymer sein (z.B, polyethyleneoxide, PEO) plus LiPF, oder andere Leiten-Salze plus SiO oder andere Füller für bessere mechanische Eigenschaften (sind solche Systeme gewerblich noch nicht verfügbar). Einige Hersteller wie Avestor (da verschmolzen mit Batscap) verwenden metallischen Li als die negative Elektrode (das sind die Lithiummetallpolymer-Batterien), wohingegen andere mit der bewiesenen sicheren Kohlenstoff-Einschaltung negative Elektrode gehen möchten.

Beide zurzeit kommerzialisierten Technologien verwenden PVdF (ein Polymer) gelled mit herkömmlichen Lösungsmitteln und Salzen wie EC/DMC/DEC. Der Unterschied zwischen den zwei Technologien ist, dass ein (Bellcore/Telcordia Technologie) LiMnO als die positive Elektrode und der andere herkömmlicherer LiCoO verwendet.

Anderer exotischer (obwohl noch nicht gewerblich verfügbar) verwenden Li-Polymer-Batterien ein Polymer positive Elektrode. Zum Beispiel entwickelt Moltech eine Batterie mit einem plastischen Leiten-Kohlenstoff-Schwefel positive Elektrode. Jedoch bezüglich 2005 scheint diese Technologie, Probleme mit der Selbstentladung und Herstellung von Kosten gehabt zu haben.

Und doch ist ein anderer Vorschlag, organische Schwefel enthaltende Zusammensetzungen für die positive Elektrode in der Kombination mit einem elektrisch leitenden Polymer wie Polyanilin zu verwenden. Diese Annäherung verspricht hohe Macht-Fähigkeit (d. h., niedriger innerer Widerstand), und entladen Sie hoch Kapazität, aber hat Probleme mit cycleability und Kosten.

Die Verlängerung des Lebens in vielfachen Zellen durch das Zellausgleichen

Analoge Vorderenden, die Zellen erwägen und Fehlanpassungen von Zellen der Reihe nach oder Parallele bedeutsam beseitigen, verbessern Batterieleistungsfähigkeit und vergrößern die gesamte Satz-Kapazität. Als die Zahl von Zellen und Laststrom-Zunahme nimmt das Potenzial für die Fehlanpassung auch zu. Es gibt zwei Arten der Fehlanpassung im Satz: Ladungszustand (SOC) und Kapazität/Energie (C/E) Fehlanpassung. Obwohl die SOC-Fehlanpassung üblicher ist, beschränkt jedes Problem die Satz-Kapazität (mA · h) zur Kapazität der schwächsten Zelle.

Batteriesatz-Zellen werden erwogen, wenn alle Zellen im Batteriesatz zwei Bedingungen entsprechen:

• Wenn alle Zellen dieselbe Kapazität haben, dann werden sie erwogen, wenn sie dieselbe relative Ladungszustand (SOC) haben. In diesem Fall ist die offene Stromkreis-Stromspannung (OCV) ein gutes Maß des SOC. Wenn, in aus dem Gleichgewicht Satz, alle Zellen zur vollen (erwogenen) Kapazität unterschiedlich beladen werden können, dann werden sie nachher normalerweise ohne irgendwelche zusätzlichen Anpassungen Rad fahren.
• Wenn die Zellen verschiedene Kapazitäten haben, werden sie auch erwogen betrachtet, wenn der SOC dasselbe ist. Aber da SOC ein Verhältnismaß ist, ist der absolute Betrag der Kapazität für jede Zelle verschieden. Um die Zellen mit verschiedenen Kapazitäten an demselben SOC zu behalten, muss das Zellausgleichen Differenzialbeträge des Stroms zu Zellen in der Reihe-Schnur sowohl während der Anklage zur Verfügung stellen als auch sich auf jedem Zyklus entladen.

Aufladung

Batterien von LiPoly müssen sorgfältig beladen werden. Der grundlegende Prozess soll am unveränderlichen Strom stürmen, bis jede Zelle 4.2 V reicht; das Ladegerät muss dann den Anklage-Strom allmählich reduzieren, während es die Zellstromspannung an 4.2 V hält, bis der Anklage-Strom auf einen kleinen Prozentsatz der Initiale gefallen ist, berechnen Rate, an dem Punkt die Batterie als beladene 100 % betrachtet wird. Einige Hersteller geben 2 %, andere 3 % an, aber andere Werte sind auch möglich. Der Unterschied in der erreichten Kapazität ist Minute.

Gleichgewicht, das einfach stürmt, bedeutet, dass das Ladegerät die Stromspannung jeder Zelle in einem Satz kontrolliert und die Anklage auf einer Basis pro Zelle ändert, so dass alle Zellen zu derselben Stromspannung gebracht werden.

Tröpfeln, das stürmt, wird für Lithiumbatterien nicht empfohlen.

Die meisten Hersteller fordern eine maximale und minimale Stromspannung von 4.23 und 3.0 Volt pro Zelle. Die Einnahme jeder Zelle außerhalb dieser Grenzen kann die Kapazität der Zelle und Fähigkeit reduzieren, vollen steuerpflichtigen Strom zu liefern.

Am meisten hingebungsvolle Lithiumpolymer-Ladegeräte verwenden einen Anklage-Zeitmesser für die Sicherheit; das schneidet die Anklage nach einer vorherbestimmten Zeit (normalerweise 90 Minuten).

Lagerung

Verschieden von bestimmten anderen Typen von Batterien können Lithiumpolymer-Batterien seit einem oder zwei Monaten versorgt werden, ohne Anklage bedeutsam zu verlieren. Außerdem empfehlen andere Quellen, zu kühlen (aber nicht zu frieren), die Zelle.

Siehe auch

• Dünnfilm
• Lithiumluft-Batterie

Links

• Electropaedia auf der Lithiumbatterie, die verfertigt
• Electropaedia auf Lithiumbatteriemisserfolgen
• Das Entwerfen von Mehrzellli-Ion-Batteriesätzen mit dem ISL9208 analogen Vorderende.
• AT&T, um 17,000 Batterien Zu ersetzen
• ProtoTalk.net - Lithiumpolymer (Lipo) Batterieführer
• Die Sicherheitswarnungen von ThunderPower
• Richtige R/C Batterieverfügung von Li-Po