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聚合物电池是什么东西
2016/1/29 6:44:38

聚合物电池

锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂电池):它也是锂离子电池的一种,但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性等多种明显优势,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。 它的标称电压与Li-ion一样也是标称电压3.7V,没有记忆效应。
锂电池分类
根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解液的不同, 锂离子电池使用的是液体电解液, 而聚合物锂离子电池则以胶态聚合物电解液来代替。
 
安全问题
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。
 
液态锂电池和聚合物电池的优缺点
与液态锂离子电池相比,聚合物锂离子电池不但安全性高,同时还具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点,外壳也使用了更轻的铝塑复合薄膜。不过,其低温放电性能可能还有提升的空间。

液态锂电

由于各个厂商生产工艺的不同,市场上的聚合物锂电分为卷绕式(索尼、东芝为代表)、叠片式(TCL、ATL为代表)两种不同结构,但适应于手机需求的规格大都在4mm厚度以下。与液态比较,由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜,比钢壳、铝壳更薄,而且生产方式与液态锂电不同,聚合物越薄越好生产,理论上可以生产出0.5mm以下厚度的电池。
液态锂电正好相反,越厚越好生产,低于4mm厚度的电池很难生产,即使生产出来了,容量明显不如聚合物锂电,成本也没优势。因而,电池越薄,聚合物生产成本越低、液态生产成本越高。
但较厚的规格上,液态锂电供应链成熟,工艺成熟,生产效率高,成品率高,有很强的制造成本优势。从市场来看,5mm、6mm厚度系列的液态锂电池虽然比3mm、4mm厚度系列电池容量高很多,但售价要低很多。聚合物从理论上来讲,在5mm、6mm厚度规格上的材料成本与液态接近,但目前 5mm、6mm系列电池的工艺成本要比液态高出很多,因而,要在此规格上与液态真正形成竞争,还有不少距离。
一般的电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。所谓的聚合物锂离子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。所开发的聚合物锂离子电池系统中,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,负极则通常采用锂金属或锂碳层间化合物。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,这就增加了重量和成本,另外也限制了尺寸的灵活性。
新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化(最薄0.8毫米)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池,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,聚合物锂离子电池的单位能量比一般锂离子电池提高了50%,其容量、循环寿命(超过500 次)与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。
电池状况
聚合物锂离子电池在全球技术成熟并商业化已经2年多时间了,虽然销量在快速增长,但其市场份额尚低于10%,与液态锂电90%的市场份额无法相比,大大低于人们的预期。由于各种原因,市场上聚合物锂电池的价格普遍要高于液态锂电,但是,由于移动电器的竞争模式正在悄悄地发生变化,特别是聚合物电池给移动电器带来的设计价值创新(如4mm厚度以下的优越性能、大型规格电池),聚合物电池正被越来越多的手机、移动DVD等设计人员所认识,因而聚合物锂电池厂商还是信心十足,坚信聚合物锂电池的时代一定会到来。可以从手机的发展看聚合物锂离子电池的发展趋势。特别近两年来移动电源的发展得到了市场普遍认可,随着智能手机的普及耗电量不断增加,移动电源的出现将会彻底改变聚合物锂离子电池的劣势,新一代的移动电源以明能移动电源为代表采用高端聚合物锂离子电池,其具备电池容量大等相对优点。随着技术的完善,会慢慢改进。
 
备注:相关内容来自百度百科
 
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