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锂聚合物和锂离子电池哪个好

钜大LARGE  |  点击量:279次  |  2024年02月03日  

聚合物电池锂离子电池升级换代产品.相对于现在流行的锂离子电池而言,它具有容量大、体积小(薄)、安全(不会爆炸)等优点.但是,由于整个产业链的换代需要一定时间,它的造价(成本)目前还比较高,仅在高端数码产品中有使用(超薄笔记本电脑等).


可以预见,在未来的5--10年中,锂聚合物电池必将取代现有的锂离子电池!其实,在电子产品行业比较发达的日韩等国锂聚合物电池的普及率己达到了一定水平,只是我国在这方面还较为落后,让我们拭目以待吧!等不远的将来采用锂聚合物电池的手机便宜了,我一定要更换一部这种更安全的手机(电池)!


锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂电池):具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性和低成本等多种明显优势,是一种新型电池.在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合各种产品的需要,制作成任何形状与容量的电池.该类电池可以达到的最小厚度可达0.5mm.相对于锂离子电池,锂聚合物电池的特点如下:


1.无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体.


2.可制成薄型电池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm.


3.电池可设计成多种形状.


4.电池可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲90°左右.


5.可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,而高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压.


6.容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍.


锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂电池):相对以前的电池,来说、能量高、小型化、轻量化,是一种化学性质的电池。


锂聚合物电池在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合一些产品的需要,制作成不同形状与容量的电池。该类电池,理论上的最小厚度可达0.5mm。


一般的电池的三要素:正极、负极与电解质。所谓的锂聚合物电池是指在三要素中至少有一个或一个以上采用高分子材料的电池系统。在锂聚合物电池系统中,高分子材料大多数被用在了正极和电解质上。正极材料使用的是导电高分子聚合物或一般锂离子电池所使用的无机化合物,负极常应用锂金属或锂碳层间化合物,电解质是采用固态或者胶态高分子电解质,或者有机电解液。由于锂聚合物中没有多余的电解液,因此它更可靠更稳定。


锂聚合物电池是采用锉合金做正极,采用高分子导电材料、聚乙炔、聚苯胺或聚对苯酚等做负极,有机溶剂作为电解质。锂聚苯胺电池的比能量可达到350W.h/kg,但比功率只有50-60W/kg,使用温度-40-70度,寿命约330次左右。


相对于锂离子电池,锂聚合物电池的特点如下:


1.相对,改善电池漏液的问题,但并没有彻底改善。


2.可制成薄型电池:以3.6V250mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。


3.电池可设计成多种形状。


4.可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,而高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。


5.放电量,理论上高出同样大小的锂离子电池10%。


锂聚合物电池(Li-polymer,又称之为高分子锂离子电池),具有比能量高、小型化、超薄化、轻量化和安全性高等多种优势。基于这样的优点,锂聚合物电池是可制成任何形状与容量的电池,进而满足各种产品的需要;并且它采用铝塑包装,内部出现问题可立即通过外包装表现出来,即便存在安全隐患,也不会爆炸,只会鼓胀。在聚合物电池中,电解质起着隔膜和电解液的双重功能:一方面像隔膜一样隔离开正负极材料,使电池内部不发生自放电及短路,另一方面又像电解液一样在正负极之间传导锂离子。聚合物电解质不仅具有良好的导电性,而且还具备高分子材料所特有的质量轻、弹性好、易成膜等特性,也顺应了化学电源质量轻、安全、高效、环保的发展趋势。


所有的锂离子电池,无论是以前的,还是这些年的,包括:聚合物锂离子电池磷酸铁锂电池等等,都非常害怕电池内部短路、电池外部短路、过充这些情况。


因为,锂的化学性质非常活跃,很容易燃烧,当电池放电、充电时,电池内部会持续升温,活化过程中所产生的气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度,如外壳有伤痕,即会破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。


技术人员为了缓解锂离子电池的危险,加入了能抑制锂元素活跃的成份(比如钴、锰、铁等等),但这些并不能从本质上改变锂离子电池的危险性。


普通锂离子电池在过充、短路等情况时候发生时,电池内部可能出现升温、正极材料分解、负极和电解液材料被氧化等现象,进而导致气体膨胀和电池内压加大,当压力达到一定程度后就可能出现爆炸。而聚合物锂离子电池因为使用了胶态电解质,不会因为液体沸腾而产生大量气体,从而杜绝了剧烈爆炸的可能。


目前国内的聚合物电池多数仅仅是软包电池,采用铝塑膜做外壳,但电解液并没有改变。这种电池同样可以薄型化,其低温放电特性比聚合物电池更好,而材料能量密度则与液态锂电池、普通聚合物电池基本一致,但因为使用了铝塑膜,因此比普通液态锂电更轻。安全方面,当液体刚沸腾时软包电池的铝塑膜会自然鼓包或破裂,同样不会爆炸。


须注意的是,新型电池依然可能燃烧或膨胀裂开,安全方面并非万无一失。


所以大家在使用各种锂离子电池时候,一定要注意安全。


锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和锂聚合物电池(PLIB)两类。其中,液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,负极采用锂—碳层间化合物LixC6,典型的电池体系为:


(-)C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2(+)


正极反应:LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe-


负极反应:6C+xLi++xe-=LixC6


电池总反应:LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6


锂聚合物电池的原理与液态锂相同,主要区别是电解液与液态锂不同。电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。所谓的锂聚合物电池是说在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在所开发的锂聚合物电池系统中,高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物,电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质,或是有机电解液,一般锂离子技术使用液体或胶体电解液,因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分,这就增加了重量,另外也限制了尺寸的灵活性。


新一代的锂聚合物电池在形状上,理论上可做到,形状多样化,提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成一些形状与容量的电池,为应用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性,以最大化地优化其产品性能。同时,锂聚合物电池的单位能量比一般锂离子电池提高了10%。其容量、循环寿命等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。


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