聚合物鋰離子電池技術(shù)的探討與分析

鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋰離子電池的正極和負(fù)極活性物質(zhì)都是嵌入化合物。充電時(shí)，鋰離子從正極析出，通過電解液插入負(fù)極。實(shí)際上，鋰離子電池是通過在兩個(gè)電極之間來回插入和放下來充電和放電的，因此被稱為搖椅電池(RCB)。反應(yīng)圖和基本方程如下:

2.聚合物鋰離子電池技術(shù)

2.1聚合物鋰離子電池的性能特點(diǎn)

聚合物鋰離子電池是使用固體聚合物電解質(zhì)(SPE)的鋰離子電池。電池由正極收集液、正極膜、聚合物電解質(zhì)膜、負(fù)極膜、負(fù)極收集液壓實(shí)復(fù)合成型組成，用鋁塑復(fù)合膜密封，其邊緣熱熔合密封，得到聚合物鋰離子電池。由于電解液膜為固態(tài)，不存在泄漏問題，電池設(shè)計(jì)自由度大，可根據(jù)要采用串并聯(lián)或雙極結(jié)構(gòu)。

聚合物鋰離子電池具有以下特點(diǎn):形狀柔性;更高的質(zhì)量比能量(是mh-ni電池的3倍);(3)電化學(xué)穩(wěn)定窗寬，可達(dá)5V;(4)安全可靠性完善;(5)循環(huán)壽命長(zhǎng)，容量損失小;高容量的利用率;應(yīng)用范圍廣泛。

其性能指標(biāo)如下:工作電壓:3.8v;比能:130Wh/kg,246Wh/L;循環(huán)壽命:>300;自放電:<0.1%/月;工作溫度:253-328k;充電速度:每小時(shí)80%容量;3h達(dá)到100%容量;環(huán)境因素:無毒。

2.2陰極材料

鋰離子電池的特性和價(jià)格與其正極材料密切相關(guān)，一般來說，正極材料應(yīng)滿足:在所需的充放電電勢(shì)范圍內(nèi)，與電解質(zhì)溶液具有電化學(xué)相容性;溫和電極過程動(dòng)力學(xué);高可逆性;4.在全鋰條件下，良好的空氣穩(wěn)定性。隨著鋰離子電池的發(fā)展，高性能、低成本的陰極材料的研究也在不斷地進(jìn)行。目前研究重要集中在鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物[1]等鋰過渡金屬氧化物(見表1)。