Diskussion über die Energiedichte von Lithium-Polymer-Batterien

Ohne Zweifel sind die lithium-ionen-batterien das Kraftpaket aller digitalen elektronischen Revolutionen, die wir heute haben. Beginnend mit der elektronischen Revolution in der modernen mobilen Gesellschaft, wie sie in Laptops und anderen mobilen Geräten verwendet wird. Sie müssen jedoch verstehen, dass der Erfolg des li-ionen-akkus nicht über Nacht erreicht wurde.

Viele große Ingenieure und Wissenschaftler haben sich viel Mühe gegeben, um ihre Leistung im Laufe der Jahre zu verbessern. Es bestand jedoch die Notwendigkeit, Batterien einzuführen, die ein höheres und spezifischeres Energieniveau liefern können. Dies ist die Lithium-Ionen-Polymerbatterie, die in den meisten Fällen als LiPo abgekürzt wird.

Die Lithium-Polymer-Batterie ist eine wiederaufladbare Batterie, ebenfalls mit Lithium-Ionen-Technologie. Insgesamt verwenden diese Batterien Polymer als Elektrolyt anstelle einer Flüssigkeit. Das Polymer kann aus halbfesten Polymeren mit hoher Leitfähigkeit wie Gelen hergestellt werden. Diese Polymere bilden nun die Elektrolyte der Batterie.

Und da die Lithium-Polymer-Batterien spezifischere Energie erzeugen können, sind sie am besten geeignet, wenn das Gewicht ein kritisches Merkmal ist. Zum Beispiel in Flugzeugen, die funkgesteuert und mobil sind.

Abscheidung der Energiedichte der Lithium-Polymer-Batterie

Bei Lithiumbatterien ist die Ablagerung eines der wichtigsten Sicherheitsbedenken. Dies liegt daran, dass diese Batterien während des normalen Zellenbetriebs dazu neigen, Lithiumablagerungen mit hoher Oberfläche zu bilden.

Die Ablagerung der Energiedichte in Lithium-Polymer-Batterien erfolgt, wenn das Elektrodenpotential im Vergleich zum Lithium-Metall-Potential negativer ist. Die Ablagerung kann in mehreren Fällen auftreten. Das beinhaltet:

· Wenn die Elektrode während des Zusammenbaus der Zellen nicht richtig ausgerichtet ist

· Verunreinigung der Metallpartikel von der Seite der positiven Elektrode

· Extreme Betriebsbedingungen wie zu niedrige oder zu hohe Temperaturen während des Ladevorgangs

· Zellen überladen sich über ein bestimmtes Abschaltpotential hinaus

· Unsachgemäßes Ausbalancieren der Zellen mit einem Kapazitätsverhältnis von unterer Anode zu Kathode

Die gebildeten Lithiumablagerungen bilden eine dendritische Form, die nadelartige Strukturen aufweist. Diese Ablagerungen bilden Strukturen, die wie Äste aussehen und während des Zellentladungsprozesses noch größer werden.

Die Li-Ablagerungsraten spielen eine wichtige Rolle, da sie die Sicherheit und Lebensdauer Ihres Akkus bestimmen. Sie können diese Ablagerung jedoch reduzieren, indem Sie die Elektrodenabmessungen so ändern, dass die negativen Elektroden mindestens 2 mm über die Ausrichtung der positiven Elektrode hinausragen.

Auf diese Weise wird der Strom über einen erweiterten Bereich verteilt, anstatt zu den Kanten zu fließen, wie dies bei gleichmäßiger Ausrichtung des Designs der Fall ist. Die erweiterte Kapazität ist praktisch, da sie dazu beiträgt, die Möglichkeit von Bedingungen zu verringern, die die Ablagerung von Lithium begünstigen würden.

Wie wichtig ist die Energiedichte in einer Lithium-Polymer-Batterie?

Die Lithium-Ionen-Polymerbatterie ist eine der Li-Ionen-Batterietechnologien. Im Vergleich zu Flüssigionenbatterien hat das Lithiumpolymer jedoch eine höhere Energiedichte, ist leicht, bietet ultimative Sicherheit und hat unter anderem ein ultradünnes Miniaturdesign. Die höhere Energiedichte ist einer der wichtigsten Aspekte dieser Batterie. Dies gibt uns eine gute Definition der Batterien der neuen Generation.

Wie schützt man die Energiedichte von Lithium-Polymer-Batterien?

Lithium-Polymer-Batterien haben im Vergleich zu herkömmlichen Batterien tendenziell eine höhere Energiedichte sowie Spannung. Aus diesem Grund sind Lithium-Polymer-Batterien die bevorzugte Stromquelle für die meisten tragbaren elektronischen Geräte.

Damit Sie die Lithium-Polymer-Batterien sicher verwenden können, müssen Sie sie mit einem Schutzschaltungsmodell (PCM) koppeln. Dies hilft, die Batterien in ihrem spezifischen Betriebsbereich zu halten.

Gleichzeitig bieten die Batterien Schutz vor Entladung und Überladung, Strombegrenzung, Kurzschlussschutz und Spannungsausgleich. Diese Faktoren spielen eine Schlüsselrolle bei der Erzielung des längsten Lebenszyklus der Lithium-Polymer-Batterie und der Maximierung ihrer Leistung.

1. Eingebettetes PCM

Das Schutzschaltungsmodell kann entweder an einzelne Batteriezellen angeschlossen oder dauerhaft in das Ladegerät eingebettet werden. Jede der Methoden bietet ein bestimmtes Schutzniveau. Während des Ladevorgangs bietet das PCM Schutz gegen;

· Ausbalancieren der Batteriezellenfunktionen

· Schutz gegen Kurzschlüsse

· Überladeschutz

· Strombegrenzung

Hover, dieses System kann den Akku nicht mehr schützen, wenn er vom Ladegerät getrennt ist. Dies bedeutet, dass der Batterie Elemente aktiver Schaltkreise fehlen, die ihren Betrieb überwachen.

Vorteile von Charger Embedded PCM

· Sie werden das reduzierte Gewicht der Batterie genießen

· Es wird nur ein PCM verwendet

· Kostensenkung bei mehreren Batterien

Nachteile von Charger Embedded PCM

· Das erhöhte Sicherheitsrisiko des Benutzers

· Reduzierte Akkulaufzeit und Leistung

· Nach dem Trennen vom Ladegerät fehlt der aktive Batterieschutz

2. On-Board-PCM

Das PCM kann auch dauerhaft an die einzelnen Batterien angeschlossen werden. Dies eignet sich am besten für wiederaufladbare Lithium-Polymer-Batterien mit mehreren Zellen. Gleichzeitig sollten Sie sicherstellen, dass die zusätzliche Menge von PCM auf Batteriezellen die Leistung nicht beeinträchtigt.

Vorteile der PCM-Bordbatterie

· Erhöhte Sicherheit des Systems

· Optimale Akkulaufzeit und Leistung

· Aktiver Vollzeitschutz der Batterie

· Sicher für die Verwendung mit nicht spezialisierten Stromquellen

Nachteile der PCM-Bordbatterie

· Die höheren Kosten für mehrere Batterien

· Erhöhte Komplexität und Gewicht der Batterien

· Einzelne Batterien erfordern individuelle PCMs

On-Board-PCMs sind in der Regel die anfänglich erhöhten Kosten sowie das Gewicht wert. Dies liegt daran, dass sich die Kosten später durch die höhere Leistung des Akkus, die verlängerte Lebensdauer und das Laden vor Ort amortisieren.

Endgültiges Urteil

Angesichts der jüngsten Beliebtheit der Lithium-Polymer-Batterien würde ich nicht falsch sagen, dass die LiPo-Batterien die Zukunft sind. Die Lithium-Polymer-Batterien bieten eine Vielzahl von Vorteilen, die zur Verbesserung der Effizienz der Batterie und der Benutzerfreundlichkeit beitragen.

Der Akku weist jedoch auch einige Nachteile auf, denen wir uns bequem stellen sollten. Aufgrund der Tatsache, dass die Herstellung der Lithium-Polymer-Batterien im kleinen Maßstab teurer ist, sind die Batterien meist nur in großen Verbrauchermärkten einsetzbar.