Форм-факторы литиевых элементов — Пакетные элементы

Отрывок из учебного пособия: «Сборка литиевых батарей».

Литиевые аккумуляторные элементы доступны в различных форм-факторах(можно понимать как виды исполнения или формы/типы корпуса), но их основная внутренняя структура почти всегда одинакова. Все элементы литиевых батарей имеют положительный электрод (катод), отрицательный электрод (анод), материал электролита и какой-нибудь тип пористого сепаратора между ними. Это позволяет ионам лития перемещаться между катодом и анодом. О том, как изменения в химическом составе различных литий-ионных аккумуляторов могут повлиять на них рассказывается в другой главе учебного пособия. В это материале, основное различие между форм-факторами литиевых элементов — это способ их сборки.

Форм-факторы литиевых элементов — Пакетные элементы

Пакеты — простейшая форма литиевых батарей. Они выглядят как пакет (или мешочек) и иметь два вывода на краю(ях). Внутри пакета катод и анод на противоположных сторонах разделены пористым сепаратором с электролитом по обе его стороны. Этот сэндвич катод-электролит-анод сложен в несколько слоёв, чтобы увеличить емкость батареи.

Стандартных размеров для ячеек-мешков не существует. Их производят разные компаний и часто по точным размерам для конкретных продуктов, чтобы гарантировать, использование максимально возможной полезной площади. Преимущество мешкообразных ячеек в том, что они легкие и дешевые в производстве. Основным же недостатком является то, что они не имеют защиты и могут быть повреждены, если их не уложить в каком-нибудь жестком корпусе. Однако отсутствие жесткого внешнего корпуса означает, что это самый легкий и компактный вариант для производства литиевого аккумулятора. Пакетные элементы часто используется в потребительских устройствах, таких как ноутбуки и мобильные телефоны, из-за их эффективного использование пространства. Эти устройства также служат корпусом для самого элемента.

Литиевые-пакеты

Пакетные элементы на самом деле работают лучше, когда они расположены в жесткой/полужесткой конструкции, которая может оказывать небольшое давление. Это помогает держать все слои элементов в тесном контакте и предотвращает микрорасслоение, которое может ухудшить работу ячейки со временем. Когда пакетный элемент «стареет», он может начать расширяться(раздуваться) или «пухнуть», как это иногда называется в промышленности. Это часто происходит из-за небольших внутренних процессов, которые возникают со временем. По мере старения батареи образуется газ, который раздувает ячейку. Так как пакетный элемент полностью герметичен, газу некуда выходить. Ячейка становится пухлой, похожей на подушку. Раздувание ячейки приводит к снижению производительности по мере дальнейшего расслаивания внутри элемента. Некоторая степень газообразования выдерживается структурой пакета, но когда газа становится слишком много, ячейка может взорваться. Это редкое, но хорошо задокументированное явление. Разрыв высвобождает большое количество легковоспламеняющегося газа.

 

 

Поделится в: