18650锂电池和聚合物锂电池哪个更安全?

2018-06-28      9184 次浏览

所谓聚合物锂电池是指使用了聚合物作为电解质的锂离子电池,具体来分又分为“半聚合物”与“全聚合物”两种。“半聚合物”是指在隔离膜上涂一层聚合物(一般是PVDF),使电芯的粘合力更强,电池可以做得更硬,其电解质仍然是液态电解液。而“全聚合物”是指使用聚合物在电芯内部形成凝胶网络,然后再注入电解液形成电解质。虽然“全聚合物”电池仍然要使用液态电解液,但用量要少很多,这对锂离子电池的安全性能有极大的提高。据笔者所知,现在只有SONY在量产“全聚合物”锂离子电池。


从另一个方面来说,聚合物电池是指使用铝塑包装膜作为外包装的锂离子电池,也就是俗称的软包电池。这种包装膜由三层构成,分别是PP层、Al层与尼龙层,由于PP与尼龙是聚合物,所以这种电芯被称为聚合物电池。


1、价格更低


18650的国际价格大约在1USD/pcs,按照2Ah来计算的话大约合3RMB/Ah。而聚合物锂电的价格,低端的山寨厂在4RMB/Ah,中端的在5~7RMB/Ah,中高端的在7RMB/Ah以上。像ATL、力神这种的,一般都能卖到10RMB/Ah左右,而且你单小了人家还不愿意接。


2、不可定做


SONY一直想把锂离子电池做成像碱性电池一样,有一定的工业标准,就像5号电池、7号电池,全世界基本上都一样。但由于锂离子电池的一大优点就是可以根据客户的需求进行外形设计,不可能有一个统一的标准,所以到现在锂离子电池工业界基本上只有18650这一个标准型号,其他的都是根据客户需求进行设计的。


3、安全性差


我们知道锂离子电池在极端情况下(如过充、高温等),内部会发生剧烈的化学反应,产生大量的气体。18650电池使用的是金属外壳,有一定的强度,当内部气压达到一定的时候钢壳会破裂爆炸,发生极恐怖的安全事故。


这也是为什么测试18650电池的房间一般都必须用层层保护,而且测试时绝对不能进人。聚合物电池就不存在这个问题,即使同样在极端情况下,由于包装膜强度较低,只要气压稍高就会破裂,不会产生爆炸,最最恶劣的情况就是燃烧。所以从安全性上来说聚合物电池要优于18650电池。


4、能量密度低


一般的18650电池容量能做到2200mAh左右,这样算下来能量密度大约在500Wh/L,而聚合物电池的能量密度现阶段量产能够接近600Wh/L。


但聚合物电池也有自己的缺点。主要是成本较高,由于可以按照客户需求设计,这里面的研发成本就要算进去。而且外形多变、种类繁多,导致在制造过程中各种工装夹具是非标准件,也相应的增加了成本。聚合物电池本身的通用性差,这也是灵活设计带来的,往往为了那么1mm的区别就需要重新为客户设计一款。似乎普遍的大众观点是:聚合物锂电池更安全,据说永不爆炸。根据我的了解,聚合物锂电池更安全的说法主要是来自淘宝山寨移动电源的厂商,以聚合物锂电池作为卖点攻击采用18650电芯的产品。


大家可以“电池爆炸”作为关键词,度娘之,相关的主要新闻是与手机有关,而现在的手机,已经找不到非聚合物锂电池的机型了,所以,聚合物锂电池相比18650锂电池更安全的说法是站不住脚的,更不存在绝对不会爆炸的说法。除了个别极端爆炸案例,鼓包现象则几乎是聚合物锂电池的通病。


18650锂电池、聚合物锂电池:哪个更安全?


当然,聚合物锂电池有它独特而且18650(圆柱)锂电池完全不可替代的优势:方形扁平化,这使得它在轻薄的随身电子设备里大展身手,除了大家高度依赖的手机,超薄笔记本里也使用聚合物锂电池。无论它的安全性是高是低,只要我们离不开手机,它,就在你的手上或者裤兜里。


万幸的是,目前主流手机品牌的明星机型几乎都是采用日系和韩系的电芯,都是出自国际大厂,安全性总体是非常高的,日常使用大可不必纠结于此。


18650锂电池、聚合物锂电池:哪个更安全?


回头说说18650锂电池,这种经常被各种山寨移动电源厂商攻击的“古老”电池,目前依然广泛应用于各种电子设备,典型如移动电源。事实上,在高端应用领域,比如专业影像设备、笔记本电池,18650一直是主力角色,特斯拉电动汽车的大规模应用更是提升了这种电池的高安全性形象。


18650锂电池工艺成熟,一致性好,容量密度高,在大容量混联应用场合有聚合物锂电池无法取代的优势。


那么,在日常生活需要考虑电池类型的时候,我们该做何种选择呢?还是以移动电源为例,个人观点是:选择有名气电池供应商的产品,典型如:三洋、松下、索尼、三星、LG,国产力神、比克、长江、卓能等也是有一定规模实力的品牌,安全性也有比较高的保证。电芯的安全性主要在于厂家的质量掌控,而不在于它是聚合物还是普通锂电池。


18650锂电池、聚合物锂电池:哪个更安全?


顺便纠正一个大家广泛接受的错误说法:聚合物锂电池并不代表更轻薄。轻薄或者厚重从来都是与能量密度密切相关的,无论电池是圆柱体或者是方形,在同一时期,相同容量的聚合物锂电池与18650锂电池的体积重量是没有显著区别的。


首先18650电池外形是圆柱形的,内部有液体,因为电池设计和原材料的特性,动力型18650电池适合大电流放电,因此几乎市场上很多大功率产品都用18650锂电池、不过超薄笔记本、尤其是平板电脑等,因为要求外观要薄,所以不采用18650电池而转而使用聚合物锂电池,但是大功率数码相机就不同了,因为闪光灯的充放电需要大电压和瞬间大电流,所以只能用18650动力型锂电池或者别的型号动力电池,只是体积稍小而已、比如18500动力锂电池就是普遍用于数码相机产品;而随着18650动力锂电池高能量密度和大电流放电的优势,所以现在


电动汽车都是用18650动力锂电池设计了。


聚合物锂电池优点,体积小,容量大,缺点是寿命比18650短,因为使用不同设计和材料,有些内部有液体,有些是干性的或者是胶体性的,且大电流放电时性能不如18650的圆柱形电池,所以需要大容量小体积的用电设备,通常使用聚合物锂电池,最典型的表现就是手机、平板电脑等设备。


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