鋰離子電池的類(lèi)型

鋰離子電池可以應(yīng)用到各種領(lǐng)域中，因此，其類(lèi)型也同樣具有多樣性。按照外形分，目前市場(chǎng)上的鋰離子電池主要有三種類(lèi)型，即鈕扣式、方形和圓柱形國(guó)外已經(jīng)生產(chǎn)的鋰離子電池類(lèi)型有圓柱形、棱柱形、方形、鈕扣式、薄型和超薄型。可以滿足不同用途的要求。

圓柱形的型號(hào)用5位數(shù)表示，前兩位數(shù)表示直徑，后兩位數(shù)表示高度。例如：18650型電池，表示其直徑為18mm，高度為65mm，用18*65表示。方形的型號(hào)用6位數(shù)表示，前兩位為電池的厚度，中間兩位為電池的寬度，最后二位為電池的長(zhǎng)度，例如083448型，表示厚度為8mm，寬度為34mm，長(zhǎng)度為48mm，用8*34*48表示。

電池的外形尺寸、重量是鋰離子電池的一項(xiàng)重要指標(biāo)，直接影響鋰電池的特性。而鋰離子電池的電化學(xué)性能參數(shù)主要包括以下幾個(gè)方面。

額定電壓：商品化的鋰離子電池額定電壓一般為3.6V(目前市場(chǎng)上也出現(xiàn)了部分4.2V的鋰離子電池產(chǎn)品，但是所占比例不大)，工作時(shí)電壓范圍為4.1-2.4V，也有下限終止電壓設(shè)定為其他值，如3.1V等。

額定容量：是指按照0.2C恒流放電至終止電壓時(shí)所獲得的容量。

1C容量：是指按照1C恒流放電至終止電壓所獲得的容量。1C容量一般較額定容量小，其差值越小表明電池的電流特性越好，負(fù)載能力越強(qiáng)。

高低溫性能：鋰離子電池高溫可達(dá)+55℃，低溫可達(dá)-20℃。在此環(huán)境溫度區(qū)間下，電池容量可達(dá)額定容量的70%以上。特別是高溫環(huán)境下一般對(duì)電池性能幾乎沒(méi)有什么影響。

荷電保持能力：電池在充滿電后開(kāi)路擱置28天，然后按照0.2C放電所獲得的容量與額定容量比的百分?jǐn)?shù)。數(shù)值越大，表明其荷電保持能力越強(qiáng)，自放電越小。一般鋰離子電池的荷電保持能力在85%以上。

循環(huán)壽命：隨著鋰離子電池充電、放電，電池容量降低到額定容量的70%時(shí)，所獲得的充放電次數(shù)稱(chēng)為循環(huán)壽命。鋰離子電池循環(huán)壽命一般要求大于500次。

按照鋰離子電池的電解質(zhì)形態(tài)分，鋰離子電池有液態(tài)鋰離子電池和固態(tài)(或干態(tài))鋰離子電池兩種。固態(tài)鋰離子電池即通常所說(shuō)的聚合物鋰離子電池，是在液態(tài)鋰離子電池的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的新一代電池，比液態(tài)鋰離子電池具有更好的安全性能，而液態(tài)鋰離子電池即通常所說(shuō)的鋰離子電池。

聚合物鋰離子電池的工作原理與液態(tài)鋰離子電池相同。主要區(qū)別是，聚合物的電解液與液態(tài)鋰離子電池的不同。電池主要的構(gòu)造同樣包括有正極、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在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上采用高分子材料作為電池系統(tǒng)的主要組成。在目前所開(kāi)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)用于正極或電解質(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(wú)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。目前鋰離子電池使用液體或膠體電解液，因此需要堅(jiān)固的二次包裝來(lái)容納電池中可燃的活性成分，這就增加了其重量，另外也限制了電池尺寸的靈活性。聚合物鋰離子制備工藝中不會(huì)存有多余的電解液，因此它更穩(wěn)定，也不易因電池的過(guò)量充電、碰撞或其他損害以及過(guò)量使用而造成危險(xiǎn)情況。

鋰離子電池在結(jié)構(gòu)上主要有五大塊：正極、負(fù)極、電解液、隔膜、外殼與電極引線。鋰離子電池的結(jié)構(gòu)主要分卷繞式和層疊式兩大類(lèi)。液鋰電池采用卷繞結(jié)構(gòu)，聚鋰電池則兩種均有。卷繞式將正極膜片、隔膜、負(fù)極膜片依次放好，卷繞成圓柱形或扁柱形，層疊式則將正極、隔膜、負(fù)極、隔膜、正極這樣的方式多層堆疊。將所有正極焊接在一起引出，負(fù)極也焊成一起引出。新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化(如廣州東莞某公司ATL生產(chǎn)的電池最薄可達(dá)0.5mm，相當(dāng)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(kāi)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，從而可最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。

聚合物鋰離子電池適用行業(yè)有手機(jī)、移動(dòng)DCD、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝影機(jī)，個(gè)人數(shù)碼助理(PDA)、3G移動(dòng)電話、電動(dòng)車(chē)、攜帶式衛(wèi)星定位系統(tǒng)，以及汽車(chē)、火車(chē)、輪船、航天飛機(jī)、智能機(jī)器人、電動(dòng)滑板車(chē)、兒童玩具車(chē)、剪草機(jī)、采棉機(jī)、野外勘探工具、手動(dòng)工具等移動(dòng)設(shè)備在未來(lái)均可能使用聚合物鋰離子電池。

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(guò)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。

聚合物鋰離子電池具有如下優(yōu)點(diǎn)。

①安全性能好聚合物鋰離子電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有別于液態(tài)電池的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液態(tài)電池容易爆炸，而聚合物電池則只會(huì)出現(xiàn)氣鼓。

②電池厚度小，可制作得更薄普通液態(tài)鋰離子電池采用先定制外殼，后塞正負(fù)極材料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸，聚合物電池則不存在這一問(wèn)題，厚度可做到1mm以下，符合時(shí)尚手機(jī)需求方向。

③重量輕聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%。

④電池容量大聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10%～15%，較鋁殼電池高5%～10%，成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的首選，現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電池。

⑤內(nèi)阻小聚合物電池的內(nèi)阻較一般液態(tài)電池小，目前國(guó)產(chǎn)聚合物電池的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，這樣可極大地減低電池的自耗電，延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，這種支持大放電電流的聚合物鋰電池更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。

⑥電池的形狀可定制聚合物電池可根據(jù)需求增加或減少電池厚度，開(kāi)發(fā)新的電池型號(hào)，價(jià)格便宜，開(kāi)模周期短，有的甚至可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電池容量。

⑦放電性能好聚合物鋰電池采用膠體電解質(zhì)，相比較液態(tài)電解質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。

⑧保護(hù)板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單由于采用聚合物材料，電池不起火、不爆炸，電池本身具有足夠的安全性，因此聚合物電池的保護(hù)線路的設(shè)計(jì)可考慮省略PTC和保險(xiǎn)絲，從而節(jié)約了電池成本。

除上面介紹的電池外，還有一種所謂的“塑料鋰離子電池"，最早的塑料鋰離子電池是1994年由美國(guó)Belcore實(shí)驗(yàn)室提出，其外形與聚合物鋰離子電池完全一樣，其實(shí)是傳統(tǒng)的鋰離子電池的“軟包裝”，即采用鋁/PP復(fù)合膜代替不銹鋼或者鋁殼進(jìn)行熱壓塑封裝，電解液吸附于多孔電極中。