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鋰聚合物電池
閱讀�5677時間�2011-07-20 21:55:14

鋰聚合物電池(Li-polymer,又稱高分子鋰電�):相對以前的電�,來說、能量高、小型化、輕量化,是一種化�(xué)性質(zhì)的電池�
聚合物電�在形狀�,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合一些產(chǎn)品的需�,制作成不同形狀與容量的電池。該類電�,理論上的最小厚度可�0.5mm�

分類

  鋰聚合物電池可分為三類:

 ?�?)固體聚合物電解�(zhì)鋰離子電�。電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電�(dǎo)率低,適于高溫使��

 ?�?)凝膠聚合物電解�(zhì)鋰離子電�。即在固體聚合物電解�(zhì)中加入增塑劑等添加劑,從而提高離子電�(dǎo)率,使電池可在常溫下使用�

  �3)聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導(dǎo)電聚合物作為正極材料,其比能量是�(xiàn)有鋰離子電池�3倍,是一代的鋰離子電��

  由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液�(tài)鋰離子電池相�,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�(yōu)�,也不會�(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問�,因此可以用鋁塑�(fù)合薄膜制造電池外殼,從而可以提高整個電池的比容�;聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料,其�(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提�50%以上。此�,聚合物鋰離子電池在工作電�、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高。基于以上優(yōu)�,聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池�

原理

  鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電�(LIB)和聚合物鋰離子電�(PLIB)兩類。其中,液態(tài)鋰離子電池是� Li+ 嵌入化合物為�、負極的二次電池。正極采用鋰化合� LiCoO2,LiNiO2 � LiMn2O4,負極采用鋰—碳� 間化合物 LixC6,典型的電池體系為:

  (-) C | LiPF6—EC+DEC | LiCoO2 (+)

  正極反應(yīng):LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe- ----------- �2�1�

  負極反應(yīng)�6C+xLi++xe-=LixC6 ----------- �2�2�

  電池總反�(yīng):LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6 ----------- �2�3�

  聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相�,主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的�(gòu)造包括有正極、負極與電解�(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系�(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系�(tǒng)�,高分子材料主要是被�(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物,電解質(zhì)則可以使用固�(tài)或膠�(tài)高分子電解質(zhì),或是有機電解液,一般鋰離子技�(shù)使用液體或膠體電解液,因此需要堅固的二次包裝來容納可燃的活性成�,這就增加了重�,另外也限制了尺寸的靈活�。而聚合物鋰離子工藝中沒有多余的電解液,因此它更穩(wěn)�,也不易因電池的過量充電、碰撞或其他損害、以及過量使用而造成危險情況�

�(yīng)�

  由于鋰聚合物電池電能密度更高,可實現(xiàn)更長的供電時�,在移動通信市場,筆記本電腦和手機是目前的鋰聚合物電池消耗�。筆記本電腦和手機的激增是推動電池技�(shù)�(fā)展和�(chǎn)量提高的主要動力。手機供�(yīng)商現(xiàn)在集中精力開�(fā)和生�(chǎn)的是高技�(shù)含量的鋰離子電池,特別是方形和柱形鋰離子電池。由于采用凝膠狀電解�(zhì),鋰聚合物電池在向薄化發(fā)�,滿足智能卡等超薄型�(yīng)用;鋰離子保護電路進一步加�,安全性能得到提高。鋰聚合物電池主要用于移動設(shè)�。鋰聚合物電池以其多種優(yōu)勢不斷侵蝕鎳鎘電池的市場�

�(fā)�

  新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化(ATL 電池最薄可� 0.5 毫米,相于一張卡片的厚度�、任意面積化和任意形狀化,大大提高了電池造型�(shè)計的靈活�,從而可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池,為�(yīng)用設(shè)備開�(fā)商在電源解決方案上提供了高度的設(shè)計靈活性和適應(yīng)�,以化地�(yōu)化其�(chǎn)品性能。同�,聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高�50%,其容量、充放電特�、安全�、工作溫度范�、循�(huán)壽命(超�500次)與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提��

特點

     鋰聚合物電池是采用銼合金做正�,采用高分子�(dǎo)電材�、聚乙炔、聚苯胺或聚對苯酚等做負�,有機溶劑作為電解質(zhì)。鋰聚苯胺電池的比能量可達到350W.h/kg,但比功率只�50-60W/kg,使用溫�-40-70�,壽命約330次左��
     相對于鋰離子電池,鋰聚合物電池的特點如下�
     1. 相對,改善電池漏液的問題,但并沒有徹底改��
     2. 可制成薄型電池:�3.6V250mAh的容�,其厚度可薄�0.5mm�
     3. 電池可設(shè)計成多種形狀�
     4. 可制成單顆高電壓:液�(tài)電解�(zhì)的電池僅能以�(shù)顆電池串�(lián)得到高電�,而高分子電池由于本身無液�,可在單顆內(nèi)做成多層組合來達到高電壓�
     5. 放電�,理論上高出同樣大小的鋰離子電池10%�
     鋰聚合物電池(Li-polymer,又稱之為高分子鋰離子電池)� 具有比能量高、小型化、超薄化、輕量化和安全性高等多種優(yōu) �?;谶@樣的�(yōu)點,鋰聚合物電池是可制成任何形狀與容� 的電�,進而滿足各種產(chǎn)品的需要;并且它采用鋁塑包�,內(nèi) 部出�(xiàn)問題可立即通過外包裝表�(xiàn)出來,即便存在安全隱�� 也不會爆�,只會鼓�� 在聚合物電池中,電解�(zhì)起著隔膜和電解液的雙重功�: 一方面像隔膜一樣隔離開正負極材�,使電池�(nèi)部不�(fā)生自 放電及短�,另一方面又像電解液一樣在正負極之間傳�(dǎo)� 離子。聚合物電解�(zhì)不僅具有良好的導(dǎo)電�,而且還具備高� 子材料所特有的質(zhì)量輕、彈性好、易成膜等特�,也順應(yīng)了化 �(xué)電源�(zhì)量輕、安全、高�、環(huán)保的�(fā)展趨��

安全問題

     所有的鋰離子電�,無論是以前�,還是這些年的,包括:聚合物鋰離子電池,磷酸鐵鋰電池等�,都非常害怕電池內(nèi)部短�、電池外部短�、過充這些情況�
     因為,鋰的化�(xué)性質(zhì)�?;钴S,很容易燃燒,當(dāng)電池放電、充電時,電池內(nèi)部會持續(xù)升溫,活化過程中所�(chǎn)生的氣體膨脹,電池內(nèi)壓加�,壓力達到一定程�,如外殼有傷痕,即會破裂,引起漏液、起�,甚至爆��
     技�(shù)人員為了緩解鋰離子電池的危險,加入了能抑制鋰元素活躍的成份(比如鈷、錳、鐵等等�,但這些并不能從本質(zhì)上改變鋰離子電池的危險��
     普通鋰離子電池在過充、短路等情況時候發(fā)生時,電池內(nèi)部可能出�(xiàn)升溫、正極材料分解、負極和電解液材料被氧化等現(xiàn)�,進而導(dǎo)致氣體膨脹和電池�(nèi)壓加�,當(dāng)壓力達到一定程度后就可能出�(xiàn)爆炸。而聚合物鋰離子電池因為使用了膠態(tài)電解�(zhì),不會因為液體沸騰而產(chǎn)生大量氣�,從而杜絕了劇烈爆炸的可��
     目前國內(nèi)的聚合物電池多數(shù)僅僅是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,但電解液并沒有改變。這種電池同樣可以薄型�,其低溫放電特性比聚合物電池更好,而材料能量密度則與液�(tài)鋰電�、普通聚合物電池基本一致,但因為使用了鋁塑�,因此比普通液�(tài)鋰電更輕。安全方�,當(dāng)液體剛沸騰時軟包電池的鋁塑膜會自然鼓包或破裂,同樣不會爆炸�
     須注意的�,新型電池依然可能燃燒或膨脹裂開,安全方面并非萬無一��
     所以大家在使用各種鋰離子電池時候,一定要注意安全�

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