Li-polymer 锂聚合物電池特點

发布时间:2020-03-19 17:22  来源:锂电池厂家




 


锂聚合物電池 (聚合物锂電池)

 


锂聚合物電池(Li-polymer,又稱高分子锂電池):相對其他锂電池來說、能量高、小型化、輕量化,是壹種化學性質的電池。在形狀上,锂聚合物電池具有超薄化特征,可以配合壹些産品的需要,制作成不同形狀與容量的電池。該類電池,最小厚度可達到0.5mm。

1 特點

 

相對于锂離子電池,锂聚合物電池的特點如下:

1. 相對,改善電池漏液的問題,但並沒有徹底改善。

2. 可制成薄型電池:以3.6V250mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。

3. 電池可設計成多種形狀。

4. 可制成單顆高電壓:液態電解質的電池僅能以數顆電池串聯得到高電壓,而高分子電池由于本身無液體,可在單顆內做成多層組合來達到高電壓。

5. 放電量,理論上高出同樣大小的锂離子電池100%.

2安全問題

所有的锂離子電池,無論是以前的,還是這些年的,包括:聚合物锂離子電池,磷酸鐵锂電池等等,都非常害怕電池內部短路、電池外部短路、過充這些情況。

因爲,锂的化學性質非常活躍,很容易燃燒,當電池放電、充電時,電池內部會持續升溫,活化過程中所産生的氣體膨脹,電池內壓加大,壓力達到壹定程度,如外殼有傷痕,即會破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。

技術人員爲了緩解锂離子電池的危險,加入了能抑制锂元素活躍的成份(比如沽、錳、鐵等等),但這些並不能從本質上改變锂離子電池的危險性。

普通锂離子電池在過充、短路等情況時候發生時,電池內部可能出現升溫、正極材料分解、負極和電解液材料被氧化等現象,進而導致氣體膨脹和電池內壓加大,當壓力達到壹定程度後就可能出現爆炸。而聚合物锂離子電池因爲使用了膠態電解質,不會因爲液體沸騰而産生大量氣體,從而杜絕了劇烈爆炸的可能。

目前國內的聚合物電池多數僅僅是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,但電解液並沒有改變。這種電池同樣可以薄型化,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態锂電池、普通聚合物電池基本壹致,但因爲使用了鋁塑膜,因此比普通液態锂電更輕。安全方面,當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。

須注意的是,新型電池依然可能燃燒或膨脹裂開,安全方面並非萬無壹失。

所以大家在使用各種锂離子電池時候,壹定要注意安全.

3原理

锂離子電池目前有液態锂離子電池(LIB)和锂聚合物電池(PLIB)兩類。其中,液態锂離子電池是指Li+嵌入化合物爲正、負極的二次電池。正極采用锂化合物LiCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,負極采用锂—碳層間化合物LixC6,典型的電池體系爲:

(-) C | LiPF6—EC+DEC | LiCoO2 (+)

正極反應:LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe-

負極反應:6C+xLi++xe-=LixC6

電池總反應:LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6

锂聚合物電池的原理與液態锂相同,主要區別是電解液與液態锂不同。電池主要的構造包括有正極、負極與電解質三項要素。所謂的锂聚合物電池是說在這三種主要構造中至少有壹項或壹項以上使用高分子材料做爲主要的電池系統。而在所開發的锂聚合物電池系統中,高分子材料主要是被應用于正極及電解質。正極材料包括導電高分子聚合物或壹般锂離子電池所采用的無機化合物,電解質則可以使用固態或膠態高分子電解質,或是有機電解液,壹般锂離子技術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分,這就增加了重量,另外也限制了尺寸的靈活性。

新壹代的锂聚合物電池在形狀上,理論上可做到,形狀多樣化,提高了電池造型設計的靈活性,從而可以配合産品需求,做成壹些形狀與容量的電池,爲應用設備開發商在電源解決方案上提供了高度的設計靈活性和適應性,以最大化地優化其産品性能。同時,锂聚合物電池的單位能量比壹般锂離子電池提高了10%。其容量、循環壽命等方面都較锂離子電池有大幅度的提高.

4類型

工作原理

 

锂聚合物電池是采用锉合金做正極,采用高分子導電材料、聚乙炔、聚苯胺或聚對苯酚等做負極,有機溶劑作爲電解質。锂聚苯胺電池的比能量可達到350W.h/kg,但比功率只有50-60W/kg,使用溫度-40-70度,壽命約330次左右。

構造
由美國3M公司和加拿大Hgdro-Quebec公司共同開發壹種固態免維護锂聚合物電池,锂電池的電極用氧化釩(VOx)及石墨制成,電解質爲Li(CFSO2)2N。锂聚合物電池的結構比較特殊,是由五層薄膜組成。第壹層用金屬箔作集電極,第二層爲負極,第三層是固體電解質,第四層用锉箔作爲正極,第五層爲絕緣層,五層疊起來的總厚度爲0.lmm。這種锂聚合物電池的工作溫度爲60-100度,爲防止電池瞬間輸出大電流時而引起過熱,該锂聚合物電池有壹個嚴格的熱管理系統,來控制其正常工作溫度。這種锂聚合物電池主要的優點是消除了液體電解質,可以避免在電池出現故障時,電解質溢出而造成的汙染。
技術性能
1997年,美國3M公司和加拿大Hgdro-伽ebec公司共同開發的锂聚合物蓄電池的技術性能見表7-26.
以上的锂聚合物電池電解質是柔性固體聚合物,金屬锉箔密封在電池中,而且在180℃的高溫條件下仍然能夠正常進行工作。這種锂離子電池的樣品經過碰撞試驗證明是安全的。多個锂聚合物電池串聯時要防止過充電和過放電,锂聚合物電池快速充電性能還需進壹步解決。
5命名方式編輯
锂離子聚合物電池壹般采用6-7位數進行命名,分別表示厚/寬/高,如PL052255表示厚度爲0.5mm,寬度爲22mm,高度爲55mm的锂離子聚合物電池,其中PL表示該電池屬聚合物類別。锂離子聚合物電池制作工藝壹般采用疊片軟包裝,所以尺寸改變很靈活方便,型號衆多.


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