Diferencia entre Polímero de Litio vs Iones de Litio

Una batería de polímero de iones de litio, es una batería de iones de litio recargable con un electrolito de polímero. En el electrolito líquido utilizado en las baterías de iones de litio convencionales, hay una variedad de productos químicos de polímero de litio disponibles. Todos utilizan un polímero en gel de alta conductividad como electrolito.
Los polímeros de litio proporcionan energías específicas más altas que otras baterías de litio, a menudo utilizadas en sistemas donde el peso es un factor importante. Como dispositivos móviles, drones y algunos vehículos eléctricos, estas preguntas son frecuentes, comienzan con una comparación de alto nivel de baterías de iones de litio. Y polímeros de litio, seguida de un análisis detallado de las seis químicas básicas.
De las baterías de litio más adecuadas para su uso en baterías de polímero de litio. Se cierra con una mirada al futuro y el posible desarrollo de baterías de polímero de aluminio-aire y baterías de estado sólido. Pero ¿en qué se diferencian exactamente el polímero de litio y los iones de litio?

Polímero de Litio vs Iones de Litio

Es normal que a veces nos confundamos con algunos nombres parecidos, pero aunque sean parecidos, su significado es diferente. Por eso aquí queremos aclararte todas tus dudas de cuáles son las diferencias entre el polímero de litio y los iones de litio. Y además te diremos todo lo que necesitas saber sobre ellos, para que tengas muy clara su definición y así no te confundas más.
De manera sencilla podemos decir que todas las baterías de litio tienen una barrera, pero ¿Estas serán iguales entre el polímero de litio y los iones de litio? Todas las baterías de litio incluyen una barrera para separar el ánodo y el cátodo al mismo tiempo que permite el movimiento de iones entre los electrodos.
En un polímero de litio, el separador de polímero también contiene el electrolito. Además, los separadores de polímero pueden proporcionar una función adicional que actúa como “separadores de apagado”. Que pueden apagar la batería si se calienta demasiado durante la carga o descarga.
Los separadores de cierre son estructuras multicapa con al menos una capa de polietileno que puede detener el flujo de corriente cuando la temperatura sube demasiado. Y al menos una capa de polipropileno que actúa como una forma de soporte mecánico para el separador.
La intercalación y decalación de iones de litio de un electrodo positivo y un electrodo negativo. A excepción del separador de polímeros, los polímeros de litio funcionan según el mismo principio que los iones de litio.
¿De qué manera están empaquetados?
Sin embargo, están empaquetados de formas bastante diferentes. Los iones de litio generalmente se entregan en una caja de acero inoxidable o aluminio. La caja suele ser cilíndrica, pero puede tener forma de botón o rectangular (prismática).
El estuche es relativamente costoso de producir y tiende a restringir los tamaños y formas disponibles. Pero también es robusto, lo que ayuda a proteger la batería de daños. La caja se sella mediante un proceso de soldadura láser.
Los polímeros de litio están empaquetados en una “bolsa” de papel de aluminio y se denominan células blandas o en bolsa. La bolsa es principalmente prismática y más fácil de fabricar, y tiene un costo más bajo que las cajas de iones de litio de acero inoxidable o aluminio. Este tipo de construcción también permite la producción de baterías con una variedad de configuraciones personalizadas.
Componentes que poseen los polímeros de litio
Los polímeros de litio incluyen capas delgadas como una oblea (<100 μm) que se pueden producir en masa a un costo relativamente bajo. Sustituir la bolsa de aluminio por el metal puede resultar en baterías de alta densidad de energía y ligeras.
Se pueden conseguir tanto grandes formatos como alturas inferiores a 1 mm, pero las celdas requieren un cuidadoso manejo mecánico. El uso de polímeros de litio está sujeto a muchos de los mismos desafíos a los que deben enfrentarse los usuarios de iones de litio.
Incluida la sobrecarga, la descarga excesiva, el funcionamiento con exceso de temperatura y los cortocircuitos internos. Además, el aplastamiento o la penetración de las uñas de las bolsas de polímeros de litio pueden provocar fallas catastróficas. Que van desde roturas de la bolsa hasta fugas de electrolitos e incendios.

¿Pueden expandirse a altos niveles de sobrecarga?

Al igual que los iones de litio, los polímeros de litio pueden expandirse a altos niveles de sobrecarga debido a la vaporización del electrolito. La vaporización del electrolito puede causar delaminación, provocando malos contactos entre las capas internas de la celda, reduciendo la confiabilidad y el ciclo de vida.
Esta expansión puede ser particularmente notable para los polímeros de litio, que literalmente pueden inflarse. También puede causar daños estructurales al sistema anfitrión. La siguiente tabla compara los voltajes y las aplicaciones típicas de las seis químicas básicas de la batería de litio. Otras características de estas baterías incluyen:
• LCO: 200Wh/kg, proporciona una alta potencia, pero con la compensación de vidas relativamente cortas, clasificaciones de baja potencia y baja estabilidad térmica.
• LFP: 120Wh/kg, tiene una larga vida útil y estabilidad a altas temperaturas de funcionamiento.
• LMO: 140Wh/kg, los cátodos se basan en componentes de óxido de manganeso que son abundantes, económicos, no tóxicos y proporcionan una buena estabilidad térmica.
• NCA: 250Wh/kg, ofrece una alta energía específica y una larga vida útil.
• NMC: 200Wh/kg, variando las proporciones de los componentes químicos permite el desarrollo de baterías optimizadas como pilas de potencia o energía. Debido a su flexibilidad, es uno de los sistemas químicos de batería de litio de mayor éxito.
• LTO: 80Wh/kg, la energía específica más baja, pero se puede cargar rápidamente, descargar hasta 10 veces su capacidad nominal y es seguro.
Tenga en cuenta que las baterías NMC, LCO y NCA contienen cobalto que ayuda a proporcionar capacidades de mayor potencia. Pueden proporcionar grandes cantidades de energía en un paquete pequeño, pero pueden ser más susceptibles a eventos térmicos que pueden causar problemas de seguridad.

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