Lithium-polymerový akumulátor

Klasický případ Li-Pol článku používaného v mobilních telefonech a digitálních fotoaparátech, RC modely

Lithium-polymerový akumulátor (Li-pol, LiPo) je relativně nový typ elektrického akumulátoru. Lze jej použít téměř ve všech osobních elektronických zařízeních (např. mobilní telefony, fotoaparáty, notebooky, RC modely, …). Jsou vyvinuty z Lithium-iontových akumulátorů (Li-ion) a zlepšují jejich vlastnosti (nízká hmotnost, relativně vysoká kapacita, minimální samovybíjení a velká výkonnost). Výroba akumulátorů je technologicky i energeticky náročná.

Složení

Kladná elektroda (Anoda +): LiCoO₂ nebo LiMn₂O₄
Elektrolyt: Vodivý polymer (polyethyleneoxid)
Záporná elektroda (Katoda −): Lithium nebo sloučenina uhlíku a lithia

Zjednodušená rovnice chemické reakce:

CoO₂ + Li⁺ + e⁻ ⇌ LiCoO₂

Parametry

Plně nabitý článek má až 4,23 V a pokud napětí klesne pod 2,7 V může být akumulátor nenávratně zničen. Článek by měl být vnitřně chráněn elektronickým obvodem proti přebití, přílišnému vybití a přehřátí.

Kapacita článku je daná jeho objemem, běžně se pohybuje od 0,1 Ah do 5 Ah.

Vybíjecí proud baterie je dán její konstrukcí a kapacitou, běžné baterie jsou schopny dodávat přibližně 0,5 – 1 C (C je proud relativní ampérhodinové kapacitě; např. 1 C na článku 1200 mAh = 1200 mA) článku. Speciálně konstruované baterie, například pro elektro modely, jsou schopny dodávat i 20 – 50 C, to při kapacitě 5 Ah dělá proud až 250 A bez poškození článku.

Výhody

Velká kapacita na malém rozměru
Netrpí hysterezí.
Minimální samovybíjení (cca 5 % za měsíc)
Jednoduché a bezproblémové zapojení mnoha článků do série
Vhodné nominální napětí 3,7 V
Dlouhá životnost (až 2000 cyklů, až 3 roky)
Není ho nutné zcela vybíjet před nabitím
Přijatelný teplotní rozsah (−10 až 50 °C)
Rychlonabíjení (až 4násobkem kapacity článku)
Vysoký vybíjecí proud (špičkově až 120násobek kapacity článku)

Nevýhody

Možnost vznícení nebo výbuchu (zejména při zkratování – nutná interní ochrana)
Kapacita klesá i při nepoužívání akumulátoru
Při poklesu napětí pod 2,7 V může být akumulátor nenávratně zničen
Vyšší pořizovací cena
Akumulátor může tzv. „vytuhnout“ (i při nízkém samovybíjení, po roce a půl nepoužívání prostě odejde)
Časem se zvyšuje tlak uvnitř baterie

Recyklace

Recyklace lithiových článků a akumulátorů dosahuje zatím globálně pouze 1 %.^[1]

Odkazy

Reference

↑ EVERGREEN, Shel. Lithium costs a lot of money—so why aren’t we recycling lithium batteries?. Ars Technica [online]. 2022-04-19 [cit. 2022-04-26]. Dostupné online. (anglicky)

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Lithium-polymerový akumulátor na Wikimedia Commons

[recyklace-1] EVERGREEN, Shel. Lithium costs a lot of money—so why aren’t we recycling lithium batteries?. Ars Technica [online]. 2022-04-19 [cit. 2022-04-26]. Dostupné online. (anglicky)

[1]