聚合物锂离子电池的优势在哪儿?

2021-03-04      637 次浏览

1、安全性能好


聚合物锂离子电池在结构上采用铝塑软包装,有别于液态电芯的金属外壳,一旦发生安全隐患,液态电芯容易爆炸,而聚合物电芯最多只会气鼓。


2、厚度小,能做得更薄


普通液态锂电采用先定制外壳,后塞正负极村料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈,聚合物电芯则不存在这一问题,厚度可做到1mm以下,符合时下手机需求方向。


3、重量轻


聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%,较铝壳电池轻20%。


4、容量大


聚合物电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%,成为彩屏手机及彩信手机的首选,现在市面上新出的彩屏和彩信手机也大多采用聚合物电芯。


5、内阻小


聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35m以下,极大的减低了电池的自耗电,延长手机的待机时间,完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择,成为最有希望替代镍氢电池的产品。


6、形状可定制


聚合物电池可根据客户的需求新增或减少电芯厚度,开发新的电芯型号,价格便宜,开模周期短,有的甚至可以根据手机形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量。


7、放电特性佳


聚合物电池采用胶体电解质,相比液态电解质,胶体电解质具有平稳的放电特性和更高的放电平台。


8、保护板设计简单


由于采用聚合物材料,电芯不起火、不爆炸,电芯本身具有足够的安全性,因此聚合物电池的保护线路设计可考虑省略PTC和保险丝,从而节约电池成本。聚合物锂离子电池在安全性、体积、重量、容量、放电性能方面均具有极大优势。


目前,研究人员利用硫化锂(lithiumsulfide)或硅化锂等预锂化(pre-lithiated)材料,使燃料动力电池的能量密度高达600?Wh/kg。然而,这类燃料动力电池的充放电次数通常很短,一般不足50次,且该类材料还要采用专用设备,在加工时也存在诸多限制条件。


为创建新架构的SSFC,该团队在传统燃料动力电池架构的技术上新增了一片锂箔(lithiumfoil),使锂箔能与集电器(currentcollector)发生接触,在充放电时将锂箔整合到燃料动力电池体系中,从而控制锂离子的嵌入量。


在半电池(halfcells)中,将采用纯锂作为阳极材料,这将引起用户对枝状晶体生长(树突形成,dendriteformation)及锂腐蚀等安全性问题的担忧。在全电池(full-cell)模式下,可用硅来制作阳极,可缓解因纯锂阳极所引发的安全问题,同时确保燃料动力电池获得所需的高电量。


该方法使得受控的锂载荷可弥补固体电解质界面膜(SEI)形成及锂降解,提升燃料动力电池的循环寿命(cyclelife)。此外,该电池还采用了交流阻抗(EIS)、循环伏安法(CV)及恒电流间歇滴定法(GITT)等多种方法。该研究将为未来的硅硫燃料动力电池的研发奠定基础。


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