聚合物電池是什么

在形狀上，鋰聚合物電池具有超薄化特征，可以配合各種產(chǎn)品的需要，制作成任何形狀與容量的電池。該類電池可以達(dá)到的最小厚度可達(dá)0.5mm。它的標(biāo)稱電壓與Li-ion一樣也是3.6或3.7V，沒有記憶效應(yīng)。聚合物鋰離子電池特點(diǎn)根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池lithium ion battery， 簡稱為LIB和聚合物鋰離子電池polymer lithium ion battery， 簡稱為LIP兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同， 鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì)， 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替， 這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。聚合物鋰離子電池可分為三類:1固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。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導(dǎo)率低，適于高溫使用。2凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導(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，其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是最新一代的鋰離子電池。由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)，與液態(tài)鋰離子電池相比，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優(yōu)點(diǎn)，也不會(huì)產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題，因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而可以提高整個(gè)電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會(huì)比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50％以上。此外，聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，聚合物鋰離子電池被譽(yù)為下一代鋰離子電池。聚合物電池與液態(tài)鋰電的比較由于各個(gè)廠商生產(chǎn)工藝的不同，目前市場上的聚合物鋰電分為卷繞式索尼、東芝為代表、疊片式TCL、ATL為代表兩種不同結(jié)構(gòu)，但適應(yīng)于手機(jī)需求的規(guī)格大都在4mm厚度以下。與液態(tài)比較，由于聚合物外包裝采用了更薄的鋁膜，比鋼殼、鋁殼更薄，而且生產(chǎn)方式與液態(tài)鋰電不同，聚合物越薄越好生產(chǎn)，理論上可以生產(chǎn)出0.5mm以下厚度的電池。液態(tài)鋰電正好相反，越厚越好生產(chǎn)，低于4mm厚度的電池很難生產(chǎn)，即使生產(chǎn)出來了，容量明顯不如聚合物鋰電，成本也沒優(yōu)勢(shì)。因而，電池越薄，聚合物生產(chǎn)成本越低、液態(tài)生產(chǎn)成本越高。但較厚的規(guī)格上，液態(tài)鋰電供應(yīng)鏈成熟，工藝成熟，生產(chǎn)效率高，成品率高，有很強(qiáng)的制造成本優(yōu)勢(shì)。從目前市場來看，5mm、6mm厚度系列的液態(tài)鋰電池雖然比3mm、4mm厚度系列電池容量高很多，但售價(jià)要低很多。聚合物從理論上來講，在5mm、6mm厚度規(guī)格上的材料成本與液態(tài)接近，但目前 5mm、6mm系列電池的工藝成本要比液態(tài)高出很多，因而，要在此規(guī)格上與液態(tài)真正形成競爭，還有不少距離。一般的電池主要的構(gòu)造包括有正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)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(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應(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(jī)化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，或是有機(jī)電解液，負(fù)極則通常采用鋰金屬或鋰碳層間化合物。一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液，因此需要堅(jiān)固的二次包裝來容納可燃的活性成分，這就增加了重量和成本，另外也限制了尺寸的靈活性。而聚合物鋰離子工藝中沒有多余的電解液，因此它更穩(wěn)定，也不易因電池的過量充電、針刺、碰撞或其他損害、以及過量使用而造成危險(xiǎn)情況。新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化最薄0.8毫米、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計(jì)的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池，為應(yīng)用設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了高度的設(shè)計(jì)靈活性和適應(yīng)性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時(shí)，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了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命超過500 次與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。聚合物鋰離子電池聚合物鋰離子電池和平常電池的差別在電解質(zhì)上。在20世紀(jì)70年代最初的設(shè)計(jì)中，采用了固態(tài)聚合物電解質(zhì)。這類電解質(zhì)類似于塑料薄膜，不能導(dǎo)通電子但是可以讓離子交換能夠充電的原子或者原子團(tuán)。聚合物電解質(zhì)取代了傳統(tǒng)的浸透電解液的多孔隔膜。干態(tài)聚合物電解質(zhì)的設(shè)計(jì)允許組裝簡化，提高電池機(jī)械強(qiáng)度，安全，并且能夠制造成為超薄的幾何外形。單個(gè)電池的厚度可以薄到1mm。設(shè)備設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)他們的想象力來自由設(shè)計(jì)電池的形狀和大小。不幸的是，固態(tài)聚合物鋰離子電池受制于其較差的導(dǎo)電性。內(nèi)阻太高而無法提供當(dāng)前通信設(shè)備所需要的高脈沖電流，無法驅(qū)動(dòng)筆記本電腦的硬盤。加熱電池到60攝氏度，電導(dǎo)率迅速提高，但是這樣的要求不適合在便攜設(shè)備上應(yīng)用。作為一種折中方式，引入了一些凝膠電解質(zhì)。目前市場上銷售的大部分手機(jī)聚合物鋰離子電池都是包含了凝膠電解質(zhì)的混和型電池。用鋰離子聚合物來修正這一系統(tǒng)，使之成為目前唯一用于便攜設(shè)備的聚合物電源。加入凝膠電解質(zhì)以后，鋰離子聚合物電池和一般鋰離子電池又有什么不同呢？雖然這兩種電池在性能表現(xiàn)上非常相似，但是鋰離子聚合物作為唯一固態(tài)電解質(zhì)替代了多孔隔膜。凝膠電解質(zhì)只是增加了離子電導(dǎo)。聚合物鋰離子電池并沒有像一些分析家預(yù)測(cè)的那樣流行。它的優(yōu)越性和低制造成本還沒有被認(rèn)識(shí)到。因?yàn)槠淙萘坎]有得到提高，實(shí)際上，容量比標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池還有輕微減少。聚合物鋰離子電池的市場在超薄幾何形狀電源的應(yīng)用上，例如信用卡電源等類似的應(yīng)用。優(yōu)勢(shì):超薄，電池能夠組裝進(jìn)信用卡中外形靈活:制造商不用局限于標(biāo)準(zhǔn)外形，能夠經(jīng)濟(jì)地做成合適的大小。質(zhì)量輕:采用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來作為保護(hù)外包裝。改進(jìn)了安全:過充更穩(wěn)定，電解液泄漏的幾率更低。局限:和鋰離子電池相比能量密度和循環(huán)次數(shù)都有下降。制造昂貴。沒有標(biāo)準(zhǔn)外形，大多數(shù)電池為高容量消費(fèi)市場而制造。和鋰離子電池相比，價(jià)格、能量比較高。聚合物鋰離子電池市場情況聚合物鋰離子電池在全球技術(shù)成熟并商業(yè)化已經(jīng)2年多時(shí)間了，雖然銷量在快速增長，但其市場份額尚低于10%，與液態(tài)鋰電90%的市場份額無法相比，大大低于人們的預(yù)期。由于各種原因，目前市場上聚合物的價(jià)格普遍要高于液態(tài)鋰電，但是，由于移動(dòng)電器的競爭模式正在悄悄地發(fā)生變化，特別是聚合物電池給移動(dòng)電器帶來的設(shè)計(jì)價(jià)值創(chuàng)新如4mm厚度以下的優(yōu)越性能、大型規(guī)格電池，聚合物電池正被越來越多的手機(jī)、移動(dòng)DVD等設(shè)計(jì)人員所認(rèn)識(shí)，因而聚合物廠商還是信心十足，堅(jiān)信聚合物的時(shí)代一定會(huì)到來?？梢詮氖謾C(jī)的發(fā)展看聚合物鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)。