鋰聚合物電池的特點和應用?
作者:訪客發布時間:2021-07-21分類:橡膠制品瀏覽:71
??聚合物鋰離子電池的特點概述
根據鋰離子電池所用電解質材料不同,鋰離子電池可以分為液態鋰離子電池(lithium ion battery, 簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(polymer lithium ion battery, 簡稱為LIP)兩大類。
??聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的,電池的工作原理也基本一致。它們的主要區別在于電解質的不同, 鋰離子電池使用的是液體電解質, 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替, 這種聚合物可以是“干態”的,也可以是“膠態”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質。
??聚合物鋰離子電池可分為三類:
(1)固體聚合物電解質鋰離子電池。電解質為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導率低,適于高溫使用。
(2)凝膠聚合物電解質鋰離子電池。即在固體聚合物電解質中加入增塑劑等添加劑,從而提高離子電導率,使電池可在常溫下使用。
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(3)聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導電聚合物作為正極材料,其比能量是現有鋰離子電池的3倍,是最新一代的鋰離子電池。由于用固體電解質代替了液體電解質,與液態鋰離子電池相比,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點,也不會產生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題,因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼,從而可以提高整個電池的比容量;聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料,其質量比能量將會比目前的液態鋰離子電池提高50%以上。
??此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環壽命等方面都比鋰離子電池有所提高。基于以上優點,聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。
聚合物鋰離子的發展趨勢展望
聚合物鋰離子電池在全球技術成熟并商業化已經2年多時間了,雖然銷量在快速增長,但其市場份額尚低于10%,與液態鋰電90%的市場份額無法相比,大大低于人們的預期。
??由于各種原因,目前市場上聚合物的價格普遍要高于液態鋰電,但是,由于移動電器的競爭模式正在悄悄地發生變化,特別是聚合物電池給移動電器帶來的設計價值創新(如4mm厚度以下的優越性能、大型規格電池),聚合物電池正被越來越多的手機、移動DVD等設計人員所認識,因而聚合物廠商還是信心十足,堅信聚合物的時代一定會到來。
??可以從手機的發展看聚合物鋰離子電池的發展趨勢。目前手機有以下幾個發展趨勢:
(1) 手機本身向小型化、超薄化方向發展,以方便消費者的攜帶;
(2) 手機設計的個性化,表現在設計理念已經不再是原來方方正正的形狀,不規則形狀、曲線、弧面設計造型成為手機設計美學化的主流;
(3) 使用彩屏、手機功能的不斷增加。
??為了使手機小型化,電池減小、減薄是一個最有效的途徑。4mm以下厚度電池有成為薄型手機配置的主流趨勢,從性價比來講,這是聚合物的特長。不規則形狀、曲線、弧面設計造型的手機給電池留下的有效空間變成了不規則形狀。液態的長方型不能有效利用空間,容量較低,而疊片式聚合物可以將這種不規則空間最有效地利用起來,使容量放大。
??最近TCL金能公司推出的圓弧型電池、梯形電池、背包電池能使手機比使用相應規格的液態電池容量增加50%以上。手機功能越來越多,導致耗電越來越多。要求電池容量相應地增加。在不增加電池厚度的情況下,聚合電池是有明顯優勢的。與此相似,筆記本電腦、藍牙耳機、小靈通手機、移動DVD等電器都在向移動、便攜化方向發展,都配上了液晶顯示,而且功能在不斷增多,液晶屏幕在不斷增大。
??這些都給聚合物鋰離子電池提供了無限的商機。
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鋰聚合物電池(Li-polymer,又稱高分子鋰電池):具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化,以及高安全性和低成本等多種明顯優勢,是一種新型電池。在形狀上,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合各種產品的需要,制作成任何形狀與容量的電池。該類電池可以達到的最小厚度可達0.5mm。
相對于鋰離子電池,鋰聚合物電池的特點如下:
1. 無電池漏液問題,其電池內部不含液態電解液,使用膠態的固體。
2. 可制成薄型電池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。
3. 電池可設計成多種形狀。
4. 電池可彎曲變形:高分子電池最大可彎曲900左右。
5. 可制成單顆高電壓:液態電解質的電池僅能以數顆電池串聯得到高電壓,高分子電池。
6. 由于本身無液體,可在單顆內做成多層組合來達到高電壓。
7. 容量將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍。
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