解析聚合物锂离子电池特点

2023-02-15      356 次浏览

依据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithiumionbattery,简称为LIb)和聚合物锂离子电池(polymerlithiumionbattery,简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,电池的工作原理也基本一致。它们的紧要差别在于电解质的不同,锂离子电池使用的是液体电解质,而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是干态的,也可以是胶态的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。

聚合物电池结构看电池不仅是一个储能部件,由于其内部存在一定的电阻,因此在充放电过程中,内阻要消耗一部分能量,从而导致能量的无谓丧失。有关笔记本常见的液态锂离子电池而言,其单个电芯的内阻一般在80毫欧左右,一些劣质电内阻更在100毫欧以上,而笔记本的电池大多由三至四个电芯串联而成,再加上保护电路,电源引线等因素的影响,常规液态锂离子电池的内阻将达到三四百毫欧,而笔记本在充放电时,电流高达3A左右,如此一来,就有三瓦左右的电能消耗在电池上,几乎占了电池容量的10%,这也就是电池在充放电时,容易发热的原由。而这样的发热,不仅会造成电能的损耗,还容易导致电池过热而缩短寿命。


从聚合物电池使用看聚合物锂离子电池在笔记本上的使用,不仅能降低电池爆炸的概率,提升其安全性,随意塑型,让本本更轻薄,其电芯的内阻更是惟有35毫欧,仅为液态锂离子电池的一半左右,这就能保证将聚合物锂离子电池的内阻控制在二百毫欧以内,内阻减半,充放电过程中的电能损耗,发热量等也随之减半。就这样,电芯材料的改进,令笔记本整体功耗降低了近2W,节能效果也相当分明。

聚合物锂离子电池可分为三类:


(1)固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物,这种电池在常温下的离子电导率低,适于高温使用。


(2)凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂,从而提高离子电导率,使电池可在常温下使用。


(3)聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料,其比能量是现有锂离子电池的3倍,是最新一代的锂离子电池。


由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比,聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优势,也不会出现漏液与燃烧爆炸等安全上的问题,因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳,从而可以提高整个电池的比容量;聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料,其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50%以上。此外,聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优势,聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。

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