锂离子电芯的工作原理是怎样的?

2019-12-11      2273 次浏览

移动电源的安全问题一直是消费者担心的问题,如何辨别正品与防冒移动电源是大众一直关心的事,下面火狼电子小编教大家从聚合物电芯与锂离子电芯之间的区别来辨别真伪。


大家在购买移动电源的时候,一般会在产品介绍里看到这款产品使用的是什么类型电芯。目前市面上最常见的电芯基本上就分为三种:聚合物电芯、锂离子电芯和磷酸铁锂电芯。其中应用最广泛的还要属锂离子电芯,价廉物美。


因为聚合物安全性优于锂离子电芯,价格比磷酸铁锂电芯更低,所以很多使用者会更倾向于选择使用聚合物电芯。目前市面上有很多移动电源都声称自己使用的是聚合物电芯,其实不然,大部分的产品内部使用的实际上是软包锂离子电芯,那么锂离子电芯与聚合物电芯的区别到底在哪里呢?


平时我们做了很多款移动电源的拆解测试,在这些产品中有18650电芯,也有一些聚合物电芯,今天我们就随便选择了聚合物电芯进行拆解,从内部结构上来跟大家探讨一下关于聚合物电芯与锂离子电芯之间的区别。


外观上以假乱真


在《西游记》里面有一篇讲的是真假美猴王的故事,善于伪装的六耳猕猴假装成孙行者之后瞒过了满天神佛,最后还是如来佛祖一语道破了真相。对于聚合物电芯来说,软包锂离子电芯简直就是另一个六耳猕猴了,从外观上基本上是分辨不出来的。


机身厚度较薄


聚合物电芯与普通18650电芯的最大区别就在于外观,普通的18650电芯外型类似5号电池,而聚合物电芯的外观的可塑性就比较好,可以做成任意面积和任何形状,理论厚度最薄可达到0.5mm,令移动电源整体看起来更纤薄,而且重量更轻,提升了便携性。


假聚合物电芯内部构造


我们将准备好的这个电芯外边的那层薄膜剪开,薄膜的质地比较坚韧,内部为银色,并且散发着很浓烈的化学药水味道。很明显,这个聚合物电芯的真实身份其实是软包锂离子电芯,下面,让我们从细节上来看下这样判断的原因。


软包锂离子电芯


打开薄膜后,我们可以看到在薄膜和内部的电芯上均存在一些液体,并且这些液体很快就挥发掉了。内部电芯分为很多层,外面一层为银色铝箔,里面一层为套有塑料薄膜的铜箔,铝箔层和铜箔层分别连接电芯的两极。


软包锂离子电芯


聚合物电芯与锂离子电芯都是由很多层折叠组成的,但是它们最大的区别就在于其内部使用的电解质。锂离子电芯内部使用的是液态电解质,挤压电芯的时候会出水,而聚合物电芯内部使用的则是固态或者半固态(胶状)的电解质,密度更高,电芯容量也更大一些。


工作原理和安全性


首先我们先简单的为大家讲解一下锂离子电芯的工作原理。锂离子电池的充电和放电简单来讲就是锂离子在正负极之间的搬运,即通过嵌入和脱嵌两个过程来完成。在放电时,锂离子从正极搬出,通过电解液像水一样进入到负极,这个过程被称为脱嵌。而充电时,这个过程则恰好相反,也就是嵌入。上图中左为锂电池的嵌入过程,右为脱嵌过程。


嵌入脱嵌


其实聚合物电芯的工作原理与普通的锂离子电芯的原理非常类似,主要的区别就在于电解液形态、薄膜和外壳材料。普通的18650电芯外观酷似5号电池,外壳使用的是坚固的全金属材料,不易损坏,不易变形,出于对使用安全的考虑,通常18650电芯上设计有一个安全阀,当电芯内部的压力过高时,可以直接通过安全阀来达到泄压的目的。


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