聚合物电芯和锂电芯的优劣势比较

2021-04-06      1566 次浏览

聚合物电芯与传统锂离子电池的差别在于生产工艺。锂离子电池是缠绕而成,体积较软。聚合物是叠加而成,体形较硬。相同体积的聚合物和锂离子电池,聚合物的容量更大,约高出30%以上。并且更安全,爆炸风险小。


电芯简介


充电电池去除保护电路板就是电芯了。他是充电电池中的蓄电部分。电芯的质量直接决定了充电电池的质量。


聚合物电芯与传统锂离子电池的差别在于生产工艺。锂离子电池是缠绕而成,体积较软。聚合物是叠加而成,体形较硬。相同体积的聚合物和锂离子电池,聚合物的容量更大,约高出30%以上。并且更安全,爆炸风险小。


结构


锂离子二次充电电池的组成是这样的:电芯+保护电路板。充电电池去除保护电路板就是电芯了。他是电池中的蓄电部分。电芯的质量直接决定了充电电池的质量。


手机电板拆掉外壳,再去掉电板里的保护电路板就剩下锂电芯了。


分类


电芯分为铝壳电芯、软包电芯(又称聚合物电芯)、圆柱电芯三种。通常手机电池采用的为铝壳电芯,蓝牙等数码产品多采用软包电芯,笔记本电脑的电池采用圆柱电芯的串并联组合。


特性


锂电芯与聚合物电芯的优劣势比较


锂电芯的优势在于放电的功率大,在相同的电压下,极限电流要大于聚合物电芯,也就是说锂电芯的输出性能好功率大,可以用在一些要瞬时大电流的装置上面可以保证系统的稳定性。


而锂电芯的劣势就在于其容量较小,一般就在800MAH左右,而且锂电芯不稳定在短路和外部恶劣环境下容易爆炸,而且其表面的金属壳在锂电芯短路爆炸时杀伤力极大。


聚合物电芯的优势在于续航能力强、容量大,相同体积的聚合物电芯要比锂电芯的容量大20%,在稳定电流输出状态下续航能力强,而且其表面是柔性物质作为外盒。假如遇到短路导致电池鼓胀后也不会爆炸,只会裂开,所以安全。


劣势就是,峰值电流没有锂电芯的大,在一些要瞬间大电流的情况下就有些捉襟见肘了。其实在电子产品领域,锂离子电池常见的有液体锂离子电池和聚合物锂离子两种。


*(18650指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池。虽然市面上的18650大多为液体锂电,但任何以聚合物锂电比18650更安全XX一类的说法都是错误的)


首先要说明的是,两者的工作原理是相同的,都是通过锂离子嵌入、脱嵌的过程实现充放电,其中锂离子嵌入负电极为充电,锂离子从负电极脱嵌为放电。


从上图我们可以看到,锂离子电池包含正极、负极以及电解质(填充在两级之间的物质)三项最基本的要素,当然这中间还有防止正负极直接接触的隔膜(当然锂离子是可以顺利通过的,隔膜不好会短路导致爆炸哦~~)


而液体锂离子电池与聚合物锂离子电池之间,最重要的差别是↓↓↓


1.材料上的不同:聚合物锂离子电池中,上述的三项基本要素至少要有一项采用了高分子材料,例如电解质溶液换成了聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等这些稀奇古怪的玩意。


2.电解质形态上的不同:液态锂离子电池大多采用液态有机溶剂+导电盐,而聚合物锂离子电池则把这些电解质换成了胶体/固体(具体成分看电池型号)。


1.能量密度:能量密度越大,单位体积能拥有的容量更多。聚合物锂电通过对负极(阳极)、隔膜等材料/厚度的改进,能量密度如今已达600Wh/L+。


2.可定制程度:聚合物锂电在形状上更容易做到轻薄化,加上无需使用金属保护壳包裹,所以更容易定制成各种形状。


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