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什么是锂聚合物电池?你知道锂聚合物电池和锂离子电池有哪些区别吗

来源:宝鄂实业    2019-04-24 13:46    点击量:
    锂电池的概念使用非常频繁,稍加留意,我们会发现用这个概念其实是有广义、较狭义和狭义三种区别的。广义的锂电池包括锂原电池和锂离子电池;由于锂离子电池比锂原电池应用更广,所以锂电池在较狭义上通常是指锂离子电池;在锂离子电池内部又有两种分类:聚合物锂离子电池和液态锂离子电池,因为质量更大、应用更多的是液态锂离子电池,所以锂电池的狭义理解就是指液态锂离子电池,而聚合物锂离子电池又叫锂聚合物电池,人们习惯上简称为聚合物电池。
      如果在广义和较狭义的意思上比较锂聚合物电池和锂电池的区别,那么,唯一的就是种概念和属概念的关系,锂聚合物电池被包含于锂电池。因此,具有比较意义的就是狭义层面上的比较:即聚合物电池和液态锂离子电池的比较,基于此,以下用锂电池代指液态锂离子电池。
 
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
      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
      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,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
      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,不似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
      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
      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
      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。
      很难绝对的说聚合物电池和锂电池哪个好,它们各有千秋,如果非要说个结论,则聚合物电池在小型应用上多些,而锂电池在大型应用上更有前途,如果聚合物电池能够突破价格和设计的局限性,或许代表了电池发展趋势,因其环保和安全性更符合潮流。“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。
 
  锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
 
  作为锂离子电池负极材料-钛酸锂,可与锰酸锂、三元材料或林酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。
 
  此外,它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。
 
  由于钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。
 
  可以预见:钛酸锂材料在2-3年后,一定会成为新一代锂离子电池的负极材料而被广泛应用在新能源汽车...
 
  元锂容量大,但安全性不怎么好,低温性能也不太好。充放电流都不是很大。而且国内的质量也不怎么样,循环次数并没有理论那么多,不过量大,各种充电、保护板都比较成熟。钛酸锂相对容量就小一点。主要是单体电压有点低,但放电充电性能好,能超快充电。超大电流放电,循环次数也相当好,低温放电也很不错。不过价格有点小贵。保护...
 
  我们如今的锂电池,按照学名,应该叫锂二次电池,有相应的负极材料,和锂一次电池不同,一次电池主要是以锂为另一极,这类电池一般使用液态电解液,现如今主要是基于LiPF6、LiClO4溶于DMC:EC(v:v=1:1)的电解液里,有些也对其进行了改性,但仍为液体电池。聚合物锂电池,从电池内部材料的角度来说,主要是内部电解质是采用聚合物,这里一般是凝胶电解质和固态电解质,如果没记错,韩国人曾经发表过以PEO-离子液体为电解质的凝胶状电池,不知道GalaxyRound或者LGGFlex上有没有用到这样的电池。当然还有锂电池以全固态电解质LiPON,NASICON、钙钛矿、LiSICON这类有高电导率的陶瓷电解质或者是非晶态物质构成的玻璃电解质,如果要分类,可能应该归类在锂二次电池里,但这已经是概念的拓展了。其次,锂聚合物电池盒锂电池在包装上有些许不同,锂电池一般是以钢壳(18650或者扣式的2320),而锂聚合物电池以铝塑包装膜作为包装,即软包电池。
 
  原理不同,先说锂电池和锂离子电池(聚合物也是锂离子电池),
 
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  胱拥绯?电解液是液态,聚合物电池的电解质是凝胶或者固态,更安全一些。
 
  锂电池通常包括金属锂电池(常见如纽扣电池)和锂离子电池(也就是大家通常所说的锂电池)锂离子电池包括液态锂离子电池(通常说的锂离子电池)和聚合物锂离子电池各种锂电池的典型特征金属锂电池:锂元素以金属的形态存在于电池中锂离子电池:锂元素以锂离子(通常是锂盐)形态存在于电池中液态锂离子电池:电解质为液态聚合物锂(离子)电池:电解质为凝胶态或固态因为聚合物锂离子电池采用的封装材料基本为铝塑膜(软包),液态锂离子电池采用的封装材料为金属钢壳或铝壳。所以目前市场存在一种误解,软包装的锂电池就是聚合物锂电池,其实大部分国内厂家生产的软包电池依然是用的液态电解质,并不属于聚合物锂电池,真正做聚合物锂电池的厂家并不多。
 
  实际使用中三者没有区别,电池电压差别不大可以直接替换,而在学术上看确实有区别,最早的锂电池是用锂作为电池负极,出现年代比较早,而且现在还有应用。锂-亚硫酰氯电池就是一个代表,不过是一次电池,不能充放电,锂离子电池是商品化大概是90年代末期,它的正极是氧化物,负极是炭。聚合物电池可以看成是锂电池的一个升级版本,不过是把以前的电解质换成了聚合物电解质,另外一个升级地方就是电池壳材料由金属换成了塑料,这样还有一个优点就是降低了电池自身重量,提高了电池重量比能量指标。其实这三种电池都可以说是锂离子电池,因为是锂离子在充放电过程中在正负极之间来回迁移,只不过用金属锂做电机比较危险,容易出事故。故而二次电池现在没有用锂直接做电极的了,而聚合物成本较高,我的一个同学告诉我现在的所谓聚合物电池很多都是软包装的但是材料还是传统的锂离子电池用的材料。
 
  首先,锂电池指的是一个很广泛的大类,凡是用到锂材料的都可以叫做锂电池。大致包括可充电和不可充电两大类。其中不可充电的有:CR系列的纽扣电池;AA规格的锂铁电池;特殊定制规格的亚硫酰锂电池。其次,锂离子电池只是锂电池大类中可充电的子类,这种电池种类也非常多,是最为广泛商业使用的充电电池,从手机、照相机、电动工具,到特斯拉汽车都是用的这种电池。最后,锂聚合物电池又可以看成是锂离子电池中的一种,或者说升级。其特性是用聚合物做电解液外面没有圆柱形钢壳,取而代之的是软包材料,可以做成各种内置形状。