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聚合物電池與鋰電池的差別

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年05月26日  

     鋰電池的概念使用非常頻繁,稍加留意,我們會發現用這個概念其實是有廣義、較狹義和狹義三種區別的。廣義的鋰電池包括鋰原電池和鋰離子電池;由于鋰離子電池比鋰原電池應用更廣,所以鋰電池在較狹義上通常是指鋰離子電池;在鋰離子電池內部又有兩種分類:聚合物鋰離子電池和液態鋰離子電池,因為質量更大、應用更多的是液態鋰離子電池,所以鋰電池的狹義理解就是指液態鋰離子電池,而聚合物鋰離子電池又叫鋰聚合物電池,人們習慣上簡稱為聚合物電池。如果在廣義和較狹義的意思上比較鋰聚合物電池和鋰電池的區別,那么,唯一的就是種概念和屬概念的關系,鋰聚合物電池被包含于鋰電池。因此,具有比較意義的就是狹義層面上的比較:即聚合物電池和液態鋰離子電池的比較,基于此,以下用鋰電池代指液態鋰離子電池。


  1、根本區別是原材料,這是二者各種不同表現的總根源。聚合物電池是指在正極、負極或電解質三大組件中至少有一項使用高分子材料。高分子的意思是分子量大,與其相對應的概念是小分子,高分子具有高強度、高韌性和高彈性。目前研發的聚合物電池高分子材料主要用于正極與電解質。①聚合物電池正極材料除了采用鋰電池的無機化合物,還可以采用導電高分子聚合物;②、聚合物電池的電解質有高分子電解質(固態或膠態)和有機電解液,鋰電池使用電解液(液體或膠體)


  2、在塑形上,聚合物電池可以做到薄形化、任意面積化和任意形狀化,原因在于其電解質可固態可膠態而非液態,鋰電池則采用電解液,需要一個堅固的外殼作為二次包裝容納電解液。因此,這也使得鋰電池增加了一部分重量。


  3、安全性方面:當前的聚合物多是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,當內部采用有機電解質時,即使液體很熱也不爆炸,因為鋁塑膜聚合物電池采用固態或膠態而無漏液,只是自然破裂。但是任何事情都不是絕對的,如果瞬間電流足夠大,發生短路,則電池自燃或爆裂并非不可能,手機和平板電腦安全事故的發生多由這種情況引起。


  4、電芯電壓:由于聚合物電池采用高分子材料,可在電芯里做成多層組合達到高電壓,而鋰電池電芯標稱容量是3.6V,要想在實際運用中達到高電壓,則需要將多個電芯串聯在一起才能形成理想的高電壓工作平臺。


  如果用以上幾個特點對比聚合物電池和鋰電池哪個好,那么結論就是一定的,然而,在市場上還是鋰電池的應用占主體地位,這說明鋰電池也有相對優勢,我們繼續比較下去。


  5、導電性:聚合物電池的固態電解質離子電導率低,目前主要是加入了一些添加劑使其成為凝膠電解質,以改善電導率。這也只是增加了離子電導,不似鋰電池的電導率保持一個穩定的值,而不會受輔助材料質量的影響。


  6、容量:聚合物電池的容量并無有效提升,與標準容量的鋰電池相比還有所減少。


  7、制造工藝:聚合物電池越薄越好生產,鋰電池越厚越好生產,這使得鋰電池在應用上可拓展領域更多。


  8、價格:這是決定二者市場容量的關鍵因素,目前,市場上聚合物電池價格普遍高于鋰電池,這影響到二者的市場容量,前者與后者之比是1:9。


  聚合物電池嚴格來說是叫“鋰聚合物電池”(Li-polymer,又稱高分子鋰電池):它也是鋰離子電池的一種,但是與液鋰電池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化,以及高安全性等多種明顯優勢,是一種新型電池。在形狀上,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合各種產品的需要,制作成任何形狀與容量的電池。該類電池可以達到的最小厚度可達0.5mm。它的標稱電壓與Li-ion一樣也是標稱電壓3.7V,沒有記憶效應。


  “鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。


  兩者的主要區別為:


  1、聚合物電池無電池漏液問題,其電池內部不含液態電解液,使用膠態的固體。而鋰電池是有液體存在的


  2、聚合物電池可制成薄型電池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。鋰電池無法很薄


  3、聚合物電池可彎曲變形:高分子電池最大可彎曲900左右。鋰電池是不能彎曲或彎曲過大的


  4、聚合物電池可制成單顆高電壓:液態電解質的電池僅能以數顆電池串聯得到高電壓,高分子電池。


  5、聚合物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。


  6、聚合物電池容量將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍。


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