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(yu)“全聚合物”兩(liang)種。
“半聚合物”是指在隔離膜上涂一層聚合物(一般是PVDF),使電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)芯(xin)(xin)的粘(zhan)合力更強(qiang),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池可以(yi)做得更硬,其(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)仍然是液(ye)態電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)。而“全聚合物(wu)”是指(zhi)使用聚合物(wu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)芯(xin)(xin)內部形(xing)成凝膠網絡,然后再注入電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)形(xing)成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)。雖然“全聚合物(wu)”電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池仍然要使用液(ye)態電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye),但用量(liang)要少很多,這對鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的安全性能有(you)極大(da)的提高(gao)。據筆者(zhe)所知,現在(zai)只有(you)SONY在量產(chan)“全聚合物”鋰離子電池。
從另一個方(fang)面(mian)來說,聚合物電池(chi)是指使用鋁塑包(bao)裝膜作為外包(bao)裝的鋰離(li)子電池(chi),也就是俗稱的軟包(bao)電池(chi)。這(zhe)種包(bao)裝膜由三層(ceng)構成,分別是PP層、Al層與尼(ni)龍層,由于PP與尼龍是聚(ju)合(he)物,所以這種電芯(xin)被(bei)稱(cheng)為(wei)聚(ju)合(he)物電池(chi)。
二、鋰離子電池和聚合物鋰電池的區別
1、原材料不同
鋰(li)離子電(dian)池(chi)(chi)的原材料(liao)(liao)為(wei)電(dian)解(jie)液(ye)(液(ye)體或膠體);聚合物鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)的原材料(liao)(liao)為(wei)電(dian)解(jie)質(zhi)有(you)高分子電(dian)解(jie)質(zhi)(固態或膠態)和有(you)機電(dian)解(jie)液(ye)。
2、安(an)全(quan)性方面不同(tong)
鋰離子電(dian)池在高(gao)溫高(gao)壓的環境中容易爆(bao)炸;聚(ju)合物(wu)鋰電(dian)池采用鋁塑膜做外殼,當內部(bu)采用有機(ji)電(dian)解質時,即使液體很熱也不爆(bao)炸。
3、塑形不同
聚(ju)合(he)物電(dian)(dian)池可以做(zuo)到(dao)薄(bo)形(xing)化(hua)、任意(yi)面積化(hua)和(he)任意(yi)形(xing)狀化(hua),原(yuan)因在于其電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)質可固態(tai)可膠態(tai)而非液(ye)(ye)(ye)態(tai),鋰電(dian)(dian)池則采用電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)液(ye)(ye)(ye),需(xu)要一個堅固的外殼作(zuo)為二次包(bao)裝(zhuang)容納電(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)液(ye)(ye)(ye)。
4、電(dian)芯電(dian)壓不同
由于聚合物(wu)電(dian)(dian)池采用高分子材料,可(ke)在(zai)電(dian)(dian)芯里做成多層組合達到高電(dian)(dian)壓,而鋰電(dian)(dian)池電(dian)(dian)芯標(biao)稱(cheng)容量是3.6V,要(yao)想在實際(ji)運用(yong)中達(da)到高(gao)電壓,則需要(yao)將多(duo)個電芯串聯(lian)在一起才能形成理想的高(gao)電壓工(gong)作平臺。
5、制(zhi)造工藝不同
聚合物電(dian)(dian)池越(yue)(yue)薄(bo)越(yue)(yue)好(hao)生產,鋰電(dian)(dian)池越(yue)(yue)厚(hou)越(yue)(yue)好(hao)生產,這使得鋰電(dian)(dian)池在應用上可拓展領域更多。
6、容量
聚合物電池(chi)的(de)容量(liang)并無(wu)有效提(ti)升,與標(biao)準(zhun)容量(liang)的(de)鋰電池(chi)相比還有所減少。
三、聚合物鋰電池的優點
1、安全性能好。
聚合物鋰電池
在結構上采用鋁塑軟包裝,有(you)別于液態電芯的金屬外殼,一旦發生安全隱患,鋰離子(zi)電芯容易(yi)爆炸,而聚合(he)物(wu)電芯只會氣鼓,最多是燃(ran)燒。
2、厚度(du)小能做得更薄(bo)
超薄,厚度(du)可做到1mm以(yi)下,能夠(gou)組裝進信用卡中。普通液態鋰電(dian)池(chi)厚(hou)度(du)做到(dao)3.6mm以下存在技(ji)術(shu)瓶頸,而(er)18650電池更是有(you)著標準的(de)體積。
3、重量(liang)輕,容量(liang)大
采用聚合物電解質(zhi)的(de)電池無需金屬(shu)殼來作為保(bao)護外包(bao)裝,所(suo)以容量一樣時,比鋼殼鋰電輕(qing)40%,較鋁殼電池輕20%。體積一般大時,聚合物電池(chi)的容量更大,約高出30%左右。
4、形狀(zhuang)可定制
聚合物電(dian)池(chi)可根(gen)據實際需求(qiu),增加或減少(shao)電(dian)芯厚度,比如某著名(ming)品牌新款筆記(ji)本(ben)就是采用梯形的聚合物電(dian)池(chi),充(chong)分利用內部空間。
四、聚合物鋰電池的缺點
(1)主要(yao)是(shi)成本(ben)較(jiao)高,由于可以按照客(ke)戶需求設計(ji),這(zhe)里面的(de)研發成本(ben)就要(yao)算進去。而且外形多變、種類繁多,導致在制造過程中各種工裝(zhuang)夾(jia)具是(shi)非標準件(jian),也相應的(de)增(zeng)加了(le)成本(ben)。
(2)聚合物電池本身的(de)通用性差,這也是靈活(huo)設計帶來的(de),往(wang)往(wang)為了那(nei)么1mm的(de)區別(bie)就需要重(zhong)新為客戶設計(ji)一款(kuan)。
(3)只要(yao)壞了就全廢了,且(qie)需要(yao)保護線(xian)路控制,過充或者過放都(dou)會(hui)使(shi)電(dian)池(chi)內部化學物質的可逆性遭到(dao)破壞,從(cong)而(er)嚴重影(ying)響電(dian)池(chi)的壽命。
(4)壽(shou)命比(bi)18650短,因為(wei)使用(yong)不(bu)同設(she)計和材料,有(you)(you)些內部有(you)(you)液(ye)體,有(you)(you)些是干性(xing)的或者是膠體性(xing)的,且大電流放電時性(xing)能不(bu)如18650的圓柱形電池。