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Die Lithium-Polymer-Batterie steht einer Lithium-Ionen-Batterie in puncto Leistungsfähigkeit in nichts nach. Sie ist jedoch deutlich flexibler im Hinblick auf Bauform und -Größe. Grund hierfür ist der Verzicht auf ein festes Metallgehäuse, wie es bei Lithium-Ionen-Batterien üblich ist. Stattdessen sind die Zellen lediglich von einer dünnen Schicht kunststoffkaschierter Aluminiumfolie umschlossen. Dank des sandwich-artigen Aufbaus der Batteriezellen sind sogar gebogene oder ultraflache Designs mit einer Dicke von weniger als einem Millimeter denkbar.
Für Produktentwickler und -designer ist die große Flexibilität der Lithium-Polymer-Batterie ein Segen. Im Umkehrschluss kann die neue Design-Freiheit jedoch auch zu Unsicherheit führen. Deshalb empfiehlt es sich, bei Neuentwicklungen frühzeitig auch Batterie-Entwickler wie die Jauch Quartz GmbH mit ins Boot zu nehmen.
Damit das Design-In erfolgreich gelingt, müssen die folgenden sechs Parameter frühzeitig definiert werden.
1) Spannung
Die Einzelzellenspannung bei Lithium-Polymer-Batterien liegt im Mittel standardmäßig bei 3,6 Volt. Die Abschaltspannung beträgt 3,0 Volt und die maximale Ladespannung 4,2 Volt. Wird eine höhere Spannung benötigt, können mehrere Zellen in Reihe geschaltet werden. Eine Parallelschaltung mehrerer Zellen ermöglicht zudem eine Erhöhung der Kapazität.
2) Ströme
Zusätzlich zur Spannung muss auch der Strombedarf der Anwendung definiert werden. Außerdem müssen die mittleren kontinuierlichen Ströme, die maximalen Pulsströme sowie die Pulslängen spezifiziert werden. Darüber hinaus gilt es, auch die Einschaltströme und deren Längen zu berücksichtigen
3) Temperatur
Im Zusammenhang mit den Strombelastungsprofilen einer Anwendung gilt es außerdem, die Temperaturen im Auge zu behalten, bei denen die Applikation zum Einsatz kommt. Standardmäßig sind Lithium-Polymer-Batterien für einen Temperaturbereich zwischen -20 und 60 Grad Celsius spezifiziert. Für das Aufladen der Batterie sind dagegen Temperaturen zwischen 0 und 45 Grad Celsius ideal.
Für den Einsatz unter extremen Temperaturbedingungen ober- oder unterhalb dieser Bandbreite, stehen jeweils spezielle Zellen zur Verfügung.
4) Maße
Selbstverständlich müssen auch die Maße des Batteriefachs vorab definiert werden. Dabei ist Vorsicht geboten, denn Lithium-Polymer-Batterien dehnen sich im Laufe der Zeit aus. Dieses „Swelling“ genannte Phänomen sorgt dafür, dass die Zellen im Laufe der Zeit um bis zu 10% dicker werden. Dementsprechend sollte das Batteriefach großzügig ausgelegt sein. Zudem sind scharfe Kanten oder ähnliches in unmittelbarer Nähe des Batteriefachs unbedingt zu vermeiden, damit die Batterie nicht beschädigt wird.
5) Kapazität
Die Kapazität einer Batterie gibt die Menge der elektrischen Ladung an, die eine Batterie speichern bzw. abgeben kann. Die Kapazität ergibt sich aus den Angaben zu Spannung, Strombedarf, Temperatur und dem zur Verfügung stehenden Platz.
6) Sicherheit
Um Lithium-Polymer-Batterien vor Überladung, Tiefentladung oder Kurzschluss zu schützen, verfügen diese über eine individuell abgestimmte Schutzelektronik. Jauch übernimmt die Programmierung dieses sogenannten „Batterie-Management-Systems“. Hierzu gehört unter anderem die Definition individueller Abschaltwerte für das System.
Außerdem müssen Batterien gewisse Normen und Sicherheitsstandards erfüllen, damit die Anwendungen auch zugelassen werden. Dabei gelten insbesondere im Bereich Medizintechnik – verständlicherweise – strenge Vorschriften.
Anhand dieser sechs Parameter finden die Batterie-Experten von Jauch für jede Anwendung die passende Lithium-Polymer-Batterie. Um ein optimales Ergebnis zu garantieren, sollte der Kontakt jedoch zu einem möglichst frühen Zeitpunkt in der Design-In-Phase erfolgen.
Natürlich gibt es neben diesen sechs Parametern noch weitere Faktoren, die für die Auswahl der optimalen Lithium-Polymer-Batterielösung eine Rolle spielen. Mehr dazu lesen Sie in unserem ausführlichen Whitepaper.
