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锂电芯与聚合物电芯的优劣势比较

钜大LARGE  |  点击量:609次  |  2019年06月12日  

锂电芯的优势在于放电的功率大在相同的电压下极限电流要大于聚合物电芯也就是说锂电芯的输出性能好功率大可以用在一些需要瞬时大电流的装置上面可以保证系统的稳定性.

而锂电芯的劣势就在于其容量较小一般就在800MAH左右而且锂电芯不稳定在短路和外部恶劣环境下容易爆炸而且其表面的金属壳在锂电芯短路爆炸时杀伤力极大.

聚合物电芯的优势在于续航能力强容量大相同体积的聚合物电芯要比锂电芯的容量大20%在稳定电流输出状态下续航能力强而且其表面是柔性物质作为外盒如果遇到短路导致电池鼓胀后也不会爆炸只会裂开所以安全

劣势就是峰值电流没有锂电芯的大在一些需要瞬间大电流的情况下就有些捉襟见肘了。

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。[1]

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。由于构成锂离子电池的电解质材料各有不同,锂离子电池也被划分为聚合物锂离子电池和液态锂离子电池两种。聚合物锂离子电池与液态锂离子电池的正负极材料相同,电池工作原理相似,而其中的电解质互不相同。聚合物锂电池轻质、储能能力强、放电性能好并且可以造成各种形状,并且寿命较长。聚合物锂电池的电解质为固态电解质,相对于液态锂离子电池的液态电解质,聚合物锂电池可以造成各种形状从而改善电池的比容量。

那么聚合物锂电池寿命到底有多久呢?国际统一标准下,电池的寿命不是通过时间来表示的,而是通过循环次数,也就是完整的放完电算一次,一般的锂电池是在500到800次之间,A品聚合物电池可达800次。所以选择好的电池供应商电池的品质才会得到保证,使用寿命会更长。

如果在高温环境中使用锂离子电池,比如350C以上的温度,电池储存的电量将会持续减少,由此导致电池的使用寿命不会像在常温环境工作中的时间那么长。在这种高温环境下给电池充电,电池将受到很大程度的损伤,由此影响电池的使用寿命。即使在较热环境中充电也会对电池造成不同程度的损伤,因此应该尽量避免在高温环境下给电池充电。如果在低温环境下给电池充电,比如低于40C的环境中,同样也会给电池造成损坏。

如果长期没有给聚合物锂离子电池充电,会降低其寿命。聚合物锂离子电池需要在电子长期保持流动的状态下才会达到其理想的使用寿命。聚合物锂离子电池在全球的商业化生产技术并不是很成熟,现在所占有的市场份额并不高。

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