Lityum polimer pil

Lityum polimer pil (kısaca LiPo) daha yaygın sıvı elektrolit yerine bir polimer elektroliti kullanan tekrar şarj edilebilir bir lityum iyon pilidir. LiPo hücreleri, tablet bilgisayarlarda ve birçok hücresel telefon ahizesinde kullanılmak üzere, iletkenliği yüksek yarı iletken (jel) polimerler oluştururlar.
LiPo hücreleri, 1980'lerde kapsamlı araştırma yapılan lityum iyon ve lityum-metal pil öyküsünü takip ederek, 1991'de Sony'nin ilk ticari silindirik Li-ion hücre ile önemli bir kilometre taşına ulaştı. Bundan sonra, kese biçimini de içeren diğer ambalaj formları gelişti. Şimdi de "LiPo" olarak anılmaktadır.

Tasarım menşei ve terminolojisi

Lityum polimer hücreler, lityum iyon ve lityum-metal pillerden teknolojik olarak evrimleşti. Birincil fark, organik bir solvent (EC / DMC / DEC gibi) içinde tutulan bir lityum tuzu elektrolit (LiPF6 gibi) kullanmak yerine, Pil, poli (etilen oksit) (PEO), poli (akrilonitril) (PAN), poli (metil metakrilat) (PMMA) veya poli (viniliden florid) (PVdF) gibi bir katı polimer elektroliti (SPE) kullanmaktadır.
Katı elektrolit tipik olarak üç tipten biri olarak sınıflandırılabilir: kuru SPE, jöle SPE ve gözenekli SPE. Kuru SPE, prototip pillerde 1978 yılında Domain Üniversitesi'nden Michel Armand tarafından, 1985 yılında Fransa'nın Elv Aquitaine ve ANVAR tarafından ve Kanada'nın Hydro Quebec tarafından kullanılan kuru SPE idi. 1990'dan beri Birleşik Devletler'deki Mead ve Valence ve Japonya'daki GS Yuasa gibi birçok organizasyon, jelleşmiş SPE'ler kullanarak piller geliştirdi. 1996 yılında Bellcore, gözenekli SPE'yi kullanan bir şarj edilebilir lityum polimer hücresini açıkladı.
Tipik bir hücrenin dört ana bileşeni vardır: pozitif elektrot, negatif elektrot, ayırıcı ve elektrolit. Ayırıcının kendisi, polietilen (PE) veya polipropilen (PP) gibi mikro gözenekli bir film gibi bir polimer olabilir; Bu nedenle, hücrenin sıvı elektroliti bulunduğu zaman bile, yine de bir "polimer" bileşeni ihtiva edecektir. Buna ek olarak, pozitif elektrot üç bölüm halinde daha ayrışabilir: lityum-geçiş-metal-oksit (LiCoO2 veya LiMn2O4 gibi), iletken bir katkı maddesi ve poli (viniliden florid) (PVdF) bir polimer bağlayıcısı. Negatif elektrot malzemesi aynı üç parçaya sahip olabilir, ancak karbon lityum-metal-oksit yerine geçer.

Şarj Etme

Bir LiPo hücresinin voltajı kimyasalına bağlıdır ve yaklaşık 2.7-3.0 V (deşarj) ila yaklaşık 4.20 V (tamamen şarj edilmiş) arasında değişir, Lityum-demir-fosfat (LiFePO4) bazlı olanlar için 3.6-2.8 V (boşaltılmış) ila 3.6-3.8 V arasında (yüklü), (boşaltılmış) lityum-metal-oksitlere (LiCoO2) dayanan hücreler için 1.8-2.0 V civarındadır. Gerilim derecelendirmeleri, ürün veri sayfalarında belirtilmelidir; hücrelerin, aşırı şarj olmamasına veya aşırı derecede boşalmasına izin vermeyecek bir elektronik devre tarafından korunması gerekir.
Hücreler seri bağlanmış olan LiPo pil takımları için, özel bir şarj cihazı şarjı bir hücre bazında izleyebilir, böylece tüm hücreler aynı şarj durumuna (SOC) getirilir.
LiPo hücreleri, üreticilere zorlayıcı avantajlar sağlar. Neredeyse istenen şekle sahip pilleri kolayca üretebilirler. Örneğin, cep telefonlarının ve dizüstü bilgisayarların alan ve ağırlık gereksinimleri tamamen tatmin edilebilir. Aynı zamanda, düşük kendinden deşarj oranı vardır ve bu da ayda yaklaşık % 5'tir.
LiPo piller, radyo kontrollü uçakların, telsiz kontrollü otomobillerin ve büyük ölçekli model trenlerin dünyasında hemen hemen dolaştı, burada daha düşük ağırlık avantajı ve artan kapasite ve güç dağıtımı fiyatlıdır. Test raporları, piller talimatlara uygun olarak kullanılmadığında ateş riskini bildirir. 2016 yılının ortalarından itibaren 1,3 Ah'lık LiPo paketleri var, 95C sürekli deşarj ve kısa süreli 190C patlamaları sağlıyor. Mart 2017'de, LiPo paketleri, belirli R / C araçlarına, helikopterlere veya dronlara güç sağlamak için, en çok 6400 mAh'ye kadar, maksimum 4.2 V / hücreye ulaşan çeşitli konfigürasyonlarda mevcuttu. Piller talimatlara uygun olarak kullanılmadığında bazı test raporları yangın tehlikesi konusunda uyarır.
LiPo paketleri, daha geleneksel NiMH pillere kıyasla daha yüksek deşarj akımı ve daha iyi enerji yoğunluğunun çok belirgin bir performans artışı (daha yüksek ateş hızı) bulunduğu airsoft'da yaygın bir kullanım görüyor. Yüksek deşarj akımları, kontakların oksitlenmesine ve sıklıkla karbon birikmesine neden olması nedeniyle anahtar kontaklarına zarar verir, bu nedenle katı hal MOSFET anahtarını kullanmanız veya tetikleyici kontakları düzenli olarak temizlemeniz önerilir.