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聚合物电芯的特性

发布时间:2015-09-22

【导读】聚合物电芯也是锂离子电池的一种组成部分。锂离子二次充电电池的组成是这样的:电芯+保护电路板。下面来介绍一下它的特性。
 
锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂电池):它也是锂离子电池的一种,但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性等多种明显优势,是一种新型电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合各种产品的需要,制作成任何形状与容量的电池。该类电池可以达到的最小厚度可达0.5mm。 它的标称电压与Li-ion一样也是标称电压3.7V,没有记忆效应。
 

 
根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解液的不同, 锂离子电池使用的是液体电解液, 而聚合物锂离子电池则以胶态聚合物电解液来代替。
 
充电电池去除保护电路板就是电芯了。他是充电电池中的蓄电部分。电芯的质量直接决定了充电电池的质量。
 
聚合物电芯与传统锂离子电池的区别在于生产工艺。锂电池是缠绕而成,体积较软。聚合物是叠加而成,体形较硬。相同体积的聚合物和锂电池,聚合物的容量更大,约高出30%以上。并且更安全,爆炸风险小。
 

 
锂离子二次充电电池的组成是这样的:电芯+保护电路板。充电电池去除保护电路板就是电芯了。他是电池中的蓄电部分。电芯的质量直接决定了充电电池的质量。
 
手机电板拆掉外壳,再去掉电板里的保护电路板就剩下锂电芯了。
 
电芯分为铝壳电芯、软包电芯(又称“聚合物电芯”)、圆柱电芯三种。通常手机电池采用的为铝壳电芯,蓝牙等数码产品多采用软包电芯,笔记本电脑的电池采用圆柱电芯的串并联组合。
 
聚合物电芯的优势在于续航能力强、容量大、相同体积的聚合物电芯要比锂电芯的容量大20%,在稳定电流输出状态下,续航能力强,而且其表面是柔性物质作为外盒,如果遇到短路导致电池鼓胀后,也不会爆炸,只会裂开,所以安全。
 

 
劣势就是,峰值电流没有锂电芯的大,在一些需要瞬间大电流的情况下就有些捉襟见肘了。
 
普通锂离子电池在过充、短路等情况时候发生时,电池内部可能出现升温、正极材料分解、负极和电解液材料被氧化等现象,进而导致气体膨胀和电池内压加大,当压力达到一定程度后就可能出现爆炸。而聚合物锂离子电池因为使用了胶态电解质,不会因为液体沸腾而产生大量气体,从而杜绝了剧烈爆炸的可能。
 
目前国内的聚合物电池多数仅仅是软包电池,采用铝塑膜做外壳,但电解液并没有改变。这种电池同样可以薄型化,其低温放电特性比聚合物电池更好,而材料能量密度则与液态锂电池、普通聚合物电池基本一致,但因为使用了铝塑膜,因此比普通液态锂电更轻。安全方面,当液体刚沸腾时软包电池的铝塑膜会自然鼓包或破裂,同样不会爆炸。
 
须注意的是,新型电池依然可能燃烧或膨胀裂开,安全方面并非万无一失。
 
聚合物锂离子电池在全球技术成熟并商业化已经2年多时间了,虽然销量在快速增长,但其市场份额尚低于10%,与液态锂电90%的市场份额无法相比,大大低于人们的预期。由于各种原因,市场上聚合物锂电池的价格普遍要高于液态锂电,但是,由于移动电器的竞争模式正在悄悄地发生变化,特别是聚合物电池给移动电器带来的设计价值创新(如4mm厚度以下的优越性能、大型规格电池),聚合物电池正被越来越多的手机、移动DVD等设计人员所认识,因而聚合物锂电池厂商还是信心十足,坚信聚合物锂电池的时代一定会到来。可以从手机的发展看聚合物锂离子电池的发展趋势。特别近两年来移动电源的发展得到了市场普遍认可,随着智能手机的普及耗电量不断增加,移动电源的出现将会彻底改变聚合物锂离子电池的劣势,新一代的移动电源以明能移动电源为代表采用高端聚合物锂离子电池,其具备电池容量大等相对优点。随着技术的完善,会慢慢改进。


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