Piles au lithium polymère

Au début des années 90, alors que l'utilisation industrielle des batteries lithium-ion gagnait du terrain, les premières batteries au lithium sous forme de boîtiers ont été développées - les batteries lithium-polymère (dénomination «Li-Pol» ou «Li-Po»).

Ainsi, les batteries au lithium polymère sont devenues une version ultérieure batteries au lithium-ion. Mais si un électrolyte liquide est utilisé dans les batteries lithium-ion, alors dans les homologues lithium-polymère, c'est déjà une composition polymère, en consistance c'est un gel. En raison de la base polymère, les batteries de ce type ont une intensité énergétique spécifique plus élevée que les autres.

C'est pour cette raison qu'aujourd'hui les batteries lithium-polymère sont particulièrement répandues dans de nombreux appareils mobiles, où le faible poids est extrêmement important (gadgets, jouets radiocommandés, etc.)

Une batterie lithium-polymère typique contient quatre parties principales dans sa conception: une électrode positive (anode), une électrode négative (cathode), un séparateur et un électrolyte. Un polymère tel qu'un film de polyéthylène ou de polypropylène microporeux peut servir de séparateur. Par conséquent, même si l'électrolyte est pratiquement un liquide, le composant polymère de la batterie est toujours présent.

L'électrode positive, à son tour, peut être divisée en trois parties: un matériau de transition au lithium (oxyde de lithium cobalt ou oxyde de lithium manganèse), un additif conducteur et un liant polymère - polyfluorure de vinylidène. Quant à l'électrode négative, elle contient également trois parties, seul du carbone (graphite) y est présent au lieu des oxydes.

Le principe de fonctionnement d'une batterie lithium-polymère, ainsi que le principe de fonctionnement d'une batterie lithium-ion, est basé sur l'incorporation réversible (intercalation et détartrage) d'ions lithium dans le matériau des électrodes positive et négative, tandis que l'électrolyte sert de milieu conducteur pour les ions lithium, et un séparateur microporeux est nécessaire ici pour empêcher les électrodes opposées de se toucher.

Le séparateur élimine ainsi la migration des particules des électrodes elles-mêmes, ne laissant passer que les ions lithium. À l'état déchargé, la tension entre les électrodes est comprise entre 2,7 et 3 volts, et à l'état chargé, elle atteint 4,2 volts (pour une batterie au lithium-oxyde de cobalt). Pour le phosphate de fer lithium (un type de batterie lithium-ion), ces valeurs seront différentes - de 1,8 à 2,0 volts à l'état déchargé et de 3,6 à 3,8 volts à l'état chargé.

Pour chaque batterie, les valeurs caractéristiques des tensions de fonctionnement sont indiquées dans la documentation, de plus, chaque batterie doit être équipée d'un circuit de protection ne permettant pas à la tension de dépasser la plage admissible. Si les cellules sont assemblées en batteries après avoir été connectées en série, il est impératif qu'il existe un contrôleur d'équilibrage qui maintiendra la charge de chaque cellule à un niveau acceptable.

Les batteries lithium-polymère diffèrent traditionnellement des batteries lithium-ion conventionnelles dans un cadre flexible plutôt que rigide. En conséquence, la cellule se révèle non seulement 20% plus légère, mais présente également un énorme avantage, qui est la capacité de produire des batteries de presque toutes les formes souhaitées (pour les ordinateurs portables, les tablettes et autres appareils mobiles, cela est extrêmement important). De plus, le niveau d'autodécharge des batteries lithium-polymère n'est que d'environ 5% par mois.

Enfin, il convient de noter le nombre de cycles de service, qui pour les batteries lithium-polymère atteint 900. Et à des courants de décharge de 2C (deux fois la valeur de la capacité nominale), la capacité des batteries domestiques de ce type ne diminue que de 20% sur toute la durée de vie.Pour des applications spéciales, avec des courants de fonctionnement atypiques importants, des batteries lithium-polymère spéciales sont développées qui peuvent transférer en toute sécurité des courants à la charge d'un ordre de grandeur supérieur à la valeur nominale.