鉅大LARGE | 點擊量:1054次 | 2019年03月17日
聚合物鋰電池概述
聚合物鋰電池一般指聚合物鋰離子電池。
根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同,鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池(LiquifiedLithium-IonBattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(PolymerLithium-IonBattery,簡稱為PLB)或塑料鋰離子電池(PlasticLithiumIonBatteries,簡稱為PLB)。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的,正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料,負極為石墨,電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同,液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì),聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替,這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。
聚合物鋰電池分類:
固體:
固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率高,可在常溫下使用。
凝膠:
凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑,從而提高離子導(dǎo)電率,使電池可在常溫下使用。
聚合物:
由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點,因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼,從而可以改善整個電池的比容量;聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料,其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子(PolymerLithium-IonBattery)電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點。因此,聚合物電池在市場占有會逐漸增多。
聚合物鋰電池和磷酸鐵鋰電池有什么不同及區(qū)別詳解
聚合物鋰電池原理:
鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類。其中,液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,負極采用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6,典型的電池體系為:
聚合物鋰電池和磷酸鐵鋰電池有什么不同及區(qū)別詳解
聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同,主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構(gòu)造包括有正極、負極與電解質(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中,高分子材料主要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物,電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì),或是有機電解液,一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液,因此需要堅固的二次包裝來容納可燃的活性成分,這就增加了重量,另外也限制了尺寸的靈活性。
新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化(ATL電池最薄可達0.5毫米,相于一張卡片的厚度)、任意面積化和任意形狀化,大大提高了電池造型設(shè)計的靈活性,從而可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池,為設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了一些設(shè)計靈活性和適應(yīng)性,以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時,聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了20%,其容量、與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池,有一些改善。
聚合物鋰電池優(yōu)缺點:
優(yōu)點:
1.單體電池的工作電壓高達3.6v~3.8v遠高于鎳氫和鎳鎘電池的1.2V電壓。
2.容量密度大,其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5倍,或者更高。
3.自放電小,在放置很長時間后其容量損失也很小。
4.壽命長,正常使用其循環(huán)壽命可達到500次以上。
5.沒有記憶效應(yīng),在充電前不必將剩余電量放空,使用方便。
6.安全性能好
聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝,有別于液態(tài)電芯的金屬外殼,一旦發(fā)生安全隱患,液態(tài)電芯容易爆炸,而聚合物電芯最多只會氣鼓。
7.厚度小,能做得更薄
超薄,電池能夠組裝進信用卡中。普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼,后塞正負極材料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸,聚合物電芯則不存在這一問題,厚度可做到1mm以下,符合時下手機需求方向。
8.重量輕
采用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來作為保護外包裝。聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。
9.容量大
聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%,成為彩屏手機及彩信手機的首選,現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機也大多采用聚合物電芯。
10.內(nèi)阻小
聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小,目前國產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下,極大的減低了電池的自耗電,延長手機的待機時間,完全可以達到與國際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇,成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。
11.形狀可定制
制造商不用局限于標(biāo)準(zhǔn)外形,能夠經(jīng)濟地做成合適的大小。聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度,開發(fā)新的電芯型號,價格便宜,開模周期短,有的甚至可以根據(jù)手機形狀量身定做,以充分利用電池外殼空間,提升電池容量。
12.放電特性佳
聚合物電池采用膠體電解質(zhì),相比液態(tài)電解質(zhì),膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺。
13.保護板設(shè)計簡單
由于采用聚合物材料,電芯不起火、不爆炸,電芯本身具有足夠的安全性,因此聚合物電池的保護線路設(shè)計可考慮省略PTC和保險絲,從而節(jié)約電池成本。
缺點:
1.電池成本高,電解質(zhì)體系提純困難。
2.需要保護線路控制,過充或者過放都會使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到破壞,從而嚴重影響電池的壽命。
聚合物鋰電池和磷酸鐵鋰電池有什么不同及區(qū)別詳解
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