一、聚合物鋰電池是什么
所謂聚合物鋰電池是指使用了聚合物作為電解質的鋰離子電池,具體來分又分為“半聚合物”與“全聚合物”兩種。
“半聚合物”是指在隔離膜上涂一層聚合物(一般是PVDF),使(shi)電(dian)(dian)芯的(de)粘合(he)力更強,電(dian)(dian)池可以做得更硬,其(qi)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)仍(reng)(reng)然(ran)是液(ye)(ye)態(tai)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)。而“全聚(ju)合(he)物”是指(zhi)使(shi)用聚(ju)合(he)物在電(dian)(dian)芯內(nei)部(bu)形成(cheng)凝膠網絡,然(ran)后再注入電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)形成(cheng)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)。雖(sui)然(ran)“全聚(ju)合(he)物”電(dian)(dian)池仍(reng)(reng)然(ran)要(yao)使(shi)用液(ye)(ye)態(tai)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye),但用量(liang)要(yao)少很(hen)多(duo),這對鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池的(de)安全性能有極大的(de)提高。據筆者所(suo)知(zhi),現在只有SONY在(zai)量產“全聚合(he)物”鋰離子電池。
從另一個(ge)方面來說,聚合物電池是指使用鋁(lv)塑(su)包裝膜(mo)作為(wei)外包裝的(de)鋰離子電池,也就是俗稱的(de)軟包電池。這種包裝膜(mo)由三層構成,分別是PP層、Al層(ceng)與(yu)尼龍層(ceng),由(you)于(yu)PP與尼(ni)龍(long)是(shi)聚合物,所以這種電(dian)芯(xin)被稱為聚合物電(dian)池。
二、鋰離子電池和聚合物鋰電池的區別
1、原材料不同
鋰(li)(li)離(li)子電池(chi)的原(yuan)材(cai)料為電解(jie)(jie)液(ye)(液(ye)體或膠體);聚合(he)物鋰(li)(li)電池(chi)的原(yuan)材(cai)料為電解(jie)(jie)質(zhi)有高分子電解(jie)(jie)質(zhi)(固態或膠態)和有機電解(jie)(jie)液(ye)。
2、安全性方面(mian)不(bu)同
鋰(li)離子電池在高溫高壓的(de)環(huan)境(jing)中容易爆炸;聚合(he)物鋰(li)電池采用(yong)鋁塑膜做外殼,當內部采用(yong)有機電解(jie)質時,即(ji)使液(ye)體(ti)很(hen)熱也不爆炸。
3、塑形不同
聚合物(wu)電(dian)(dian)池可以做到薄形(xing)化(hua)(hua)、任意面積化(hua)(hua)和任意形(xing)狀化(hua)(hua),原因在(zai)于其(qi)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質可固態可膠態而非液態,鋰電(dian)(dian)池則采(cai)用電(dian)(dian)解(jie)(jie)液,需要一個堅(jian)固的外殼作(zuo)為二次包裝容納電(dian)(dian)解(jie)(jie)液。
4、電芯電壓不同
由(you)于聚合(he)物(wu)電池采用高分子(zi)材料,可(ke)在(zai)電芯里(li)做成多層組合(he)達到高電壓,而鋰電池電芯標稱容(rong)量是3.6V,要想在(zai)實際(ji)運用中達到高(gao)電(dian)壓,則需要將多(duo)個電(dian)芯串聯(lian)在(zai)一起才能形成理想的高(gao)電(dian)壓工作平臺。
5、制造工藝不同
聚合物電(dian)池越薄越好(hao)生產(chan),鋰(li)電(dian)池越厚越好(hao)生產(chan),這使得鋰(li)電(dian)池在應用上可(ke)拓展領(ling)域更多。
6、容量
聚合物電(dian)池的容(rong)量(liang)并無(wu)有(you)效(xiao)提(ti)升(sheng),與標準容(rong)量(liang)的鋰電(dian)池相比還有(you)所減(jian)少。
三、聚合物鋰電池的優點
1、安全性能(neng)好。
聚合物鋰電池
在結構上采(cai)用鋁塑軟包裝,有別(bie)于(yu)液態電芯(xin)的金(jin)屬(shu)外殼,一旦(dan)發生安全隱患,鋰離(li)子電芯(xin)容易爆(bao)炸(zha),而聚合物電芯(xin)只(zhi)會(hui)氣鼓,最(zui)多是(shi)燃(ran)燒。
2、厚度小能做得更薄
超薄,厚度可做到(dao)1mm以下,能(neng)夠組(zu)裝(zhuang)進信(xin)用卡中。普通液態鋰電池厚(hou)度(du)做到3.6mm以下存在技術瓶頸,而18650電(dian)池更是有(you)著標準的體(ti)積。
3、重量輕,容(rong)量大
采用聚合物電解質的電池無(wu)需金屬殼(ke)(ke)來作為(wei)保護(hu)外(wai)包裝,所以容量一樣(yang)時,比鋼殼(ke)(ke)鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。體積一般大時,聚合物電池的(de)容(rong)量更(geng)大,約高出30%左右。
4、形狀可定制(zhi)
聚(ju)合物電(dian)池(chi)可(ke)根據(ju)實際需求,增加或減少電(dian)芯厚度,比如某著名品牌新款筆記本就(jiu)是采(cai)用(yong)梯形的聚合物電池,充分利用(yong)內(nei)部空間。
四、聚合物鋰電池的缺點
(1)主要是成本較高,由于可以按照客戶需求(qiu)設計,這里面的研發成本就要算(suan)進(jin)去。而且外(wai)形多(duo)變、種類(lei)繁多(duo),導致在(zai)制造過程中各種工裝夾具(ju)是非標準件,也相(xiang)應的增加(jia)了成本。
(2)聚合(he)物電池(chi)本身的(de)通用性(xing)差(cha),這(zhe)也是(shi)靈活設(she)計(ji)帶來的(de),往往為(wei)了那(nei)么1mm的區別就需要重新為客(ke)戶設(she)計一(yi)款。
(3)只要壞(huai)了就全廢了,且(qie)需要保護(hu)線路控制,過充或(huo)者過放都會(hui)使電池內部化學(xue)物(wu)質的可逆性遭到破壞(huai),從而嚴重影響電池的壽命。
(4)壽命比18650短(duan),因為使用不同(tong)設計和材料,有些內(nei)部(bu)有液體(ti),有些是(shi)干性的(de)或者是(shi)膠體(ti)性的(de),且(qie)大(da)電流放電時性能不如18650的(de)圓(yuan)柱形電池。