¿Qué es una pila de polímero?

Los materiales de los electrodos positivo y negativo de las baterías de polímero de iones de litio son los mismos que los de las baterías líquidas de iones de litio, y los principios de funcionamiento de las baterías son básicamente los mismos. La principal diferencia entre ellas radica en el electrolito. Las baterías de iones de litio utilizan electrolitos líquidos, mientras que las baterías de polímeros de iones de litio utilizan electrolitos de polímeros sólidos. Este polímero puede ser "seco" o "gel". Actualmente, la mayoría utilizan electrolitos poliméricos en gel. Las baterías de polímero de ión-litio pueden dividirse en tres categorías:

(1) Batería de iones de litio de electrolito polimérico sólido. El electrolito es una mezcla de polímero y sal. Este tipo de batería tiene una baja conductividad iónica a temperatura ambiente y es adecuada para su uso a altas temperaturas.

(2) Batería de iones de litio con electrolito de polímero de gel. Es decir, se añaden plastificantes y otros aditivos al electrolito polimérico sólido para mejorar la conductividad iónica, de modo que la batería pueda utilizarse a temperatura ambiente.

(3) Batería de iones de litio con material de electrodo positivo de polímero. Utiliza polímero conductor como material del electrodo positivo. Su energía específica triplica la de las baterías de iones de litio existentes y es la última generación de baterías de iones de litio.

Como utilizan electrolitos sólidos en lugar de líquidos, las baterías de polímeros de iones de litio ofrecen ventajas sobre las de iones de litio líquidos, como su delgadez, la posibilidad de fabricarlas en cualquier área y forma, y además evitan problemas de seguridad como fugas, combustión y explosión. Por ello, la carcasa de la batería puede estar hecha de una película compuesta de aluminio y plástico, aumentando así la capacidad específica de toda la batería. Las baterías de iones de litio poliméricos también pueden utilizar polímeros como materiales de electrodos positivos, lo que aumenta su relación masa-energía en más de 50% en comparación con las actuales baterías de iones de litio líquidos. Además, las baterías de polímero de iones de litio ofrecen mejoras con respecto a las de iones de litio en cuanto a tensión de funcionamiento y duración de los ciclos de carga y descarga. Por todas estas ventajas, las baterías de polímero de ión-litio se consideran la próxima generación de baterías de ión-litio.

Tendencias de desarrollo de las baterías de polímero de ión-litio

Las baterías de polímero de iones de litio están maduras y se comercializan en todo el mundo desde hace más de dos años. Aunque las ventas crecen rápidamente, su cuota de mercado sigue siendo inferior a 10%, muy por debajo de las expectativas en comparación con la cuota de mercado de 90% de las baterías de litio líquido. Debido a diversos factores, las baterías de polímero suelen tener un precio más elevado que las de litio líquido. Sin embargo, el panorama competitivo de los dispositivos móviles está cambiando silenciosamente, sobre todo por las innovaciones de diseño que aportan a los dispositivos móviles (como un rendimiento superior en grosores inferiores a 4 mm y baterías de gran tamaño). Las baterías de polímero están ganando reconocimiento entre los diseñadores de teléfonos móviles, dronesy productos sanitarios. En consecuencia, los fabricantes de polímeros siguen confiando en que la era de las baterías de polímeros llegará con toda seguridad. Las tendencias de desarrollo de las baterías de polímero de iones de litio pueden observarse a través del desarrollo de los teléfonos móviles. En la actualidad, los teléfonos móviles están experimentando las siguientes tendencias de desarrollo:

(1)Los teléfonos móviles evolucionan hacia la miniaturización y la ultradelgadez para facilitar el transporte de los consumidores;

(2)La personalización del diseño de los teléfonos móviles se refleja en el hecho de que el concepto de diseño ya no es la forma cuadrada original. Las formas irregulares, las curvas y los diseños en arco se han convertido en la corriente principal de la estética del diseño de teléfonos móviles;

(3) El uso de pantallas en color y el aumento continuo de las funciones de los teléfonos móviles. Para reducir el tamaño de los móviles, lo más eficaz es reducir el tamaño y el grosor de la batería. Las baterías con un grosor inferior a 4 mm se han convertido en la tendencia dominante en la configuración de teléfonos móviles delgados. Desde el punto de vista de la rentabilidad, ésta es la especialidad de los polímeros. Los teléfonos móviles con formas irregulares, curvas y diseños en arco dejan el espacio efectivo para las baterías en formas irregulares. Las formas rectangulares líquidas no pueden aprovechar eficazmente el espacio y tienen poca capacidad, mientras que los polímeros laminados pueden aprovechar al máximo este espacio irregular y aumentar la capacidad. Algunos fabricantes han lanzado baterías con forma de arco, trapezoidales y de mochila que pueden aumentar la capacidad de los teléfonos móviles en más de 50% en comparación con las baterías líquidas de especificaciones correspondientes. Los teléfonos móviles tienen cada vez más funciones, lo que se traduce en un consumo de energía cada vez mayor. La capacidad de la batería debe aumentar en consecuencia. Sin aumentar el grosor de la batería, las baterías de polímero tienen ventajas evidentes. Del mismo modo, los ordenadores portátiles, los auriculares Bluetooth, los drones, los equipos médicos, los equipos militares y otros dispositivos electrónicos avanzan hacia la movilidad y la portabilidad, equipados con pantallas LCD. Su funcionalidad aumenta constantemente y el tamaño de sus pantallas también. Esto ofrece oportunidades de negocio ilimitadas para baterías de polímero de ión-litio.