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(ju)合物”與“全聚(ju)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),使電(dian)(dian)芯(xin)(xin)的(de)粘(zhan)合力更強,電(dian)(dian)池可以做得更硬,其電(dian)(dian)解質仍然(ran)(ran)是液(ye)態電(dian)(dian)解液(ye)。而“全聚(ju)合物(wu)”是指使用聚(ju)合物(wu)在(zai)電(dian)(dian)芯(xin)(xin)內部(bu)形(xing)成凝膠(jiao)網(wang)絡,然(ran)(ran)后再注入電(dian)(dian)解液(ye)形(xing)成電(dian)(dian)解質。雖然(ran)(ran)“全聚(ju)合物(wu)”電(dian)(dian)池仍然(ran)(ran)要使用液(ye)態電(dian)(dian)解液(ye),但用量要少(shao)很多,這對鋰離子電(dian)(dian)池的(de)安全性能有極大(da)的(de)提(ti)高。據筆者所知,現(xian)在(zai)只有SONY在(zai)量產“全聚合物”鋰(li)離子(zi)電池。
從另一個(ge)方面來說(shuo),聚(ju)合物電池是指使(shi)用鋁塑包(bao)裝(zhuang)(zhuang)膜作(zuo)為外(wai)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)的鋰離子電池,也(ye)就是俗稱的軟(ruan)包(bao)電池。這種包(bao)裝(zhuang)(zhuang)膜由三層(ceng)構成(cheng),分別是PP層、Al層與(yu)尼龍層,由于PP與尼龍是(shi)聚(ju)合(he)物(wu)(wu),所以(yi)這種電(dian)(dian)芯被稱為聚(ju)合(he)物(wu)(wu)電(dian)(dian)池。
二、鋰離子電池和聚合物鋰電池的區別
1、原材料不同
鋰離子(zi)電(dian)池的原(yuan)材料為電(dian)解液(ye)(ye)(液(ye)(ye)體(ti)或膠(jiao)體(ti));聚(ju)合物鋰電(dian)池的原(yuan)材料為電(dian)解質有高(gao)分子(zi)電(dian)解質(固態(tai)或膠(jiao)態(tai))和有機電(dian)解液(ye)(ye)。
2、安(an)全性方面不同
鋰離子電(dian)(dian)池在高溫高壓的(de)環境中容易爆炸(zha);聚合物(wu)鋰電(dian)(dian)池采(cai)用鋁塑膜做外殼,當內部(bu)采(cai)用有機電(dian)(dian)解質時,即使液(ye)體很熱也不爆炸(zha)。
3、塑形不同
聚合物電池(chi)可(ke)以(yi)做到薄(bo)形化、任意面積化和任意形狀(zhuang)化,原(yuan)因在(zai)于其電解(jie)質(zhi)可(ke)固態(tai)可(ke)膠態(tai)而非液態(tai),鋰電池(chi)則采用電解(jie)液,需要(yao)一個堅固的外殼作為(wei)二(er)次包裝(zhuang)容納電解(jie)液。
4、電芯電壓不同
由于(yu)聚合(he)物電(dian)池采用高分(fen)子(zi)材(cai)料(liao),可在電(dian)芯里(li)做成多層組合(he)達到高電(dian)壓,而(er)鋰(li)電(dian)池電(dian)芯標稱(cheng)容量是3.6V,要想(xiang)在實際(ji)運用中(zhong)達到(dao)高(gao)電壓,則需要將多個電芯串聯在一起才能形成理想(xiang)的高(gao)電壓工作平臺。
5、制造工藝(yi)不(bu)同(tong)
聚合物電(dian)池越(yue)(yue)薄越(yue)(yue)好(hao)生產(chan),鋰電(dian)池越(yue)(yue)厚越(yue)(yue)好(hao)生產(chan),這使得鋰電(dian)池在應用上(shang)可拓展領(ling)域更多。
6、容量
聚合物電池(chi)的容量并無有(you)效提升,與標(biao)準容量的鋰(li)電池(chi)相比(bi)還有(you)所減少(shao)。
三、聚合物鋰電池的優點
1、安全性(xing)能好。
聚合物鋰電池
在結構上采用鋁塑軟包裝,有(you)別于液(ye)態(tai)電芯(xin)的(de)金屬外殼,一旦發生安全隱患,鋰離子(zi)電芯(xin)容易爆炸,而聚(ju)合物電芯(xin)只(zhi)會氣鼓,最多是燃燒。
2、厚度小能做得更薄(bo)
超薄,厚度可(ke)做到1mm以下,能夠組(zu)裝進信(xin)用卡中。普通液態鋰電池厚度做到3.6mm以下存在(zai)技術瓶(ping)頸,而(er)18650電池更是有著標準的體積。
3、重量輕,容(rong)量大
采用聚合物電解質的電池(chi)無需金屬殼來(lai)作為保護外包(bao)裝(zhuang),所以容量一樣時,比鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。體積一般大時,聚(ju)合物電池的容(rong)量更大,約高出(chu)30%左右。
4、形狀可定(ding)制
聚合(he)物電池(chi)可根據實際需求,增加或減少電芯厚(hou)度,比如某著名品牌新款筆記本就是采用梯形的聚合物電池,充分利用內部(bu)空間。
四、聚合物鋰電池的缺點
(1)主要是成本(ben)(ben)較高,由于可(ke)以按照客戶需求設計,這(zhe)里面的(de)(de)研發(fa)成本(ben)(ben)就要算進去。而(er)且外形多變、種(zhong)類繁(fan)多,導致在制造過程中各種(zhong)工裝(zhuang)夾(jia)具是非(fei)標準件,也相(xiang)應的(de)(de)增加了成本(ben)(ben)。
(2)聚合物電池本(ben)身的通用性差,這(zhe)也是靈活設計帶(dai)來的,往往為了那(nei)么1mm的區別就需要重新(xin)為客(ke)戶設(she)計一(yi)款。
(3)只要壞了就全(quan)廢(fei)了,且需(xu)要保護(hu)線路控制(zhi),過充或者過放都會使電池(chi)內部化學(xue)物(wu)質的可(ke)逆性遭到(dao)破壞,從而嚴(yan)重影響電池(chi)的壽命。
(4)壽命比(bi)18650短,因為使(shi)用不同設計和材料,有些(xie)內部有液體,有些(xie)是干(gan)性(xing)(xing)的或者是膠(jiao)體性(xing)(xing)的,且大電流放電時性(xing)(xing)能(neng)不如18650的(de)圓柱形電(dian)池(chi)。