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Li-Ion-Polymer-Akkus

Li-Ion-Polymer-Akkus (auch Li-Polymer-, Li-Poly- oder LiPo-Akkus genannt) basieren auf dem gleichen elektrochemischen Prinzip wie herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus. Ihr wesentlicher Unterschied liegt in der Beschaffenheit der Elektrolytschicht, was wiederum hinsichtlich der Konfektionierungsmöglichkeiten und der sich ergebenden Einsatzgebiete dieses Akkutyps weitreichende Konsequenzen hat.

Aufbau von Lithium-Polymer-Akkus

Als Kathode dienen Lithium-Metalloxide wie Lithium-Cobaltoxid oder Lithium-Manganoxid (siehe Li-Ion/Mangan Hochstromzellen), die Anode besteht aus einer Kohlenstoffmatrix. Diese beiden Elektroden kommen in Form von Folien auf Kunststoffbasis zum Einsatz. Während bei herkömmlichen Li-Ion-Akkus jedoch flüssige organische Elektrolyte verwendet werden und die Trennung der Elektroden durch Separatoren gewährleistet wird, befindet sich beim Polymer-Typ zwischen den Elektroden eine mit flüssigem Elektrolyt getränkte Schicht aus Ionen-durchlässigem Kunststoff, wobei die verwendeten flüssigen Elektrolyte denen der herkömmlichen Li-Ion-Akkus entsprechen.

Das somit entstehende Laminat dreier Kunststofffolien (Anode - Elektrolyt - Kathode) ist gegen Verformung außerordentlich unempfindlich, und die Polymer/Elektrolyt-Schicht schützt zuverlässiger vor Kurzschlüssen als die in Li-Ion-Zellen verwendeten Separatoren. Aus diesem Grund kann dieser Akku-Typ ohne starres Gehäuse konfektioniert werden, oft wird als äußere Schutzhülle lediglich eine kunststoffummantelte Aluminiumfolie verwendet.

Formfaktor und Leistungsdaten

Li-Ion-Polymer-Akkus können in nahezu beliebiger Form und Größe hergestellt werden. Die typische Dicke dieser Akkus liegt bei etwa 4 Millimetern, das am Markt erhältliche Spektrum reicht bis etwa 8,5 mm Dicke (bzw. als mehrlagiges Sandwich entsprechend dicker), nach unten hin stellen 0,5 mm die praktikable Grenze dar.

Die Leistungsdaten entsprechen etwa denen der herkömmlichen Li-Ion-Typen, ihre Eigensicherheit ist etwas höher, womit sie eine geringere Anfälligkeit gegenüber thermischem Durchgehen aufweisen. Da Li-Poly-Akkus jedoch in nahezu beliebiger Form hergestellt werden können, können sie sehr raumsparend in Gerätegehäusen untergebracht werden, womit sich eine hohe effektive volumische Leistungsdichte realisieren lässt.

Li-Ion-Gel-Akkus und "echte" Li-Ion-Polymer-Akkus

Die vorangehende Beschreibung betrifft einen Akkutyp, der korrekterweise besser als Li-Ion-Gel-Akkus bezeichnet werden sollte, da die mit flüssigem Elektrolyt getränkte Polymer-Schicht letztlich in ihren Eigenschaften einem Gel ähnelt. Daneben gibt es noch "echte" Li-Ion-Polymer-Akkus, die gänzlich ohne flüssiges Elektrolyt auskommen. Aufgrund der bei Zimmertemperatur recht schlechten elektrischen Eigenschaften von Feststoff-Polymer-Elektrolyten kann dieser Akkutyp jedoch nur bei höheren Temperaturen (ca. 40 - 80° C) eingesetzt werden. Solche Akkus kommen daher ausschließlich für Spezialanwendungen in Betracht und finden sich nicht in Publikumsprodukten.