根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同,鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池或塑料鋰離子電池。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的,正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料,負(fù)極為石墨,電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同, 液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì),聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替, 這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。
由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn),因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼,從而可以改善整個電池的比容量;聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料,其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點(diǎn)。因此,聚合物電池在市場占有會逐漸增多。
優(yōu)點(diǎn):
1. 單體電池的工作電壓高達(dá)3.6v~3.8v 遠(yuǎn)高于鎳鎘和鎳氫電池的1.2V 電壓。
2. 容量密度大,其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5 倍,或者更高。
3. 自放電小,在放置很長時間后其容量損失也很小。
4. 壽命長,正常使用其循環(huán)壽命可達(dá)到500 次以上。
5. 沒有記憶效應(yīng),在充電前不必將剩余電量放空,使用方便。
6.安全性能好,聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝,有別于液態(tài)電芯的金屬外殼,一旦發(fā)生安全隱患,液態(tài)電芯容易爆炸,而聚合物電芯最多只會氣鼓。
7.厚度小,能做得更薄,電池能夠組裝進(jìn)信用卡中。普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼,后塞正負(fù)極材料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸,聚合物電芯則不存在這一問題,厚度可做到1mm以下,符合時下手機(jī)需求方向。
8.重量輕,采用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來作為保護(hù)外包裝。聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。
9.容量大,聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%。
10.內(nèi)阻小,聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小,目前國產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下,極大的減低了電池的自耗電,支持大電流放電。
11.形狀可定制,制造商不用局限于標(biāo)準(zhǔn)外形,能夠經(jīng)濟(jì)地做成合適的大小。
12.放電特性佳,聚合物電池采用膠體電解質(zhì),相比液態(tài)電解質(zhì),膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺。
13.保護(hù)板設(shè)計簡單,由于采用聚合物材料,電芯不起火、不爆炸,電芯本身具有足夠的安全性,因此聚合物電池的保護(hù)線路設(shè)計可考慮省略PTC和保險絲,從而節(jié)約電池成本。
缺點(diǎn):
1. 電池成本高,電解質(zhì)體系提純困難。
2. 需要保護(hù)線路控制,過充或者過放都會使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到破壞,從而嚴(yán)重影響電池的壽命。
注意事項(xiàng):
一 、重視短路情況
聚合物鋰離子電池,在充電過程中很容易發(fā)生短路情況。包括:內(nèi)部短路,外部短路等情況。雖然,現(xiàn)在大多數(shù)鋰離子電池都帶有防短路的保護(hù)電路,還有防爆線,但很多情況下,這個保護(hù)電路在各種情況下不一定會起作用,防爆線能起的作用也很有限。
二 、充電不要過充
聚合物鋰離子電池,如果充電時間過長,發(fā)生膨脹的可能性就會加大。
鋰的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,很容易燃燒,當(dāng)電池充放電時,電池內(nèi)部持續(xù)升溫,活化過程中所產(chǎn)生的氣體膨脹,電池內(nèi)壓加大,壓力達(dá)到一定程度,如外殼有傷痕,即會破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。而聚合物鋰離子電池只會膨脹。 ??