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锂离子电池与聚合物锂离子电池有什么根本区别?

2022-03-18 05:29:59

一、什么是锂离子电池


锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。


二、什么是聚合物锂离子电池


聚合物锂离子电池一般指锂聚合物电池,又称高分子锂电池,是一种化学性质的电池。相对以前的电池来说,具有能量高、小型化、轻量化的特点。锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合一些产品的需要,制作成不同形状与容量的电池,理论上的最小厚度可达0.5mm。


聚合物锂离子电池


三、锂离子电池与聚合物锂离子电池有什么根本区别


1、根本区别是原材料:这是二者各种不同表现的总根源。聚合物电池是指在正极、负极或电解质三大组件中至少有一项使用高分子材料。高分子的意思是分子量大,与其相对应的概念是小分子,高分子具有高强度、高韧性和高弹性。目前研发的聚合物电池高分子材料主要用于正极与电解质。①聚合物电池正极材料除了采用锂电池的无机化合物,还可以采用导电高分子聚合物;②、聚合物电池的电解质有高分子电解质(固态或胶态)和有机电解液,锂电池使用电解液(液体或胶体)。


2、塑形区别:聚合物电池可以做到薄形化、任意面积化和任意形状化,原因在于其电解质可固态可胶态而非液态,锂电池则采用电解液,需要一个坚固的外壳作为二次包装容纳电解液。因此,这也使得锂电池增加了一部分重量。


3、安全性方面的区别:当前的聚合物多是软包电池,采用铝塑膜做外壳,当内部采用有机电解质时,即使液体很热也不爆炸,因为铝塑膜聚合物电池采用固态或胶态而无漏液,只是自然破裂。但是任何事情都不是绝对的,如果瞬间电流足够大,发生短路,则电池自燃或爆裂并非不可能,手机和平板电脑安全事故的发生多由这种情况引起。


4、电芯电压上的区别:由于聚合物电池采用高分子材料,可在电芯里做成多层组合达到高电压,而锂电池电芯标称容量是3.6V,要想在实际运用中达到高电压,则需要将多个电芯串联在一起才能形成理想的高电压工作平台。


如果用以上几个特点对比聚合物电池和锂电池哪个好,那么结论就是一定的聚合物锂离子电池,然而,在市场上还是锂电池的应用占主体地位,这说明锂电池也有相对优势,我们继续比较下去。


5、导电性上的区别:聚合物电池的固态电解质离子电导率低,目前主要是加入了一些添加剂使其成为凝胶电解质,以改善电导率。这也只是增加了离子电导,不像锂电池的电导率保持一个稳定的值,而不会受辅助材料质量的影响。


6、容量上的区别:聚合物电池的容量并无有效提升,与标准容量的锂电池相比还有所减少。


7、制造工艺上的区别:聚合物电池越薄越好生产,锂电池越厚越好生产,这使得锂电池在应用上可拓展领域更多。


8、价格上的区别:这是决定二者市场容量的关键因素,目前,市场上聚合物电池价格普遍高于锂电池,这影响到二者的市场容量,前者与后者之比是1:9。


四、为什么聚合物锂离子电池更受欢迎呢?


1、聚合物锂离子电池安全性能好:聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装,有别于液态电芯的金属外壳,一旦发生安全隐患,液态电芯容易爆炸,而聚合物电芯最多只会气鼓。


2、聚合物锂离子电池厚度小,能做得更薄:超薄,电池能够组装进信用卡中。普通液态锂电采用先定制外壳,后塞正负极村料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈,聚合物电芯则不存在这一问题,厚度可做到1mm以下,符合时下手机需求方向。


3、聚合物锂离子电池重量轻:采用聚合物电解质的电池无需金属壳来作为保护外包装。聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%,较铝壳电池轻20%。


4、聚合物锂离子电池容量大:聚合物电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%,成为彩屏手机及彩信手机的首选,现在市面上新出的彩屏和彩信手机也大多采用聚合物电芯。

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