锂聚合物电池相较锂电池有哪些优势?它们有何区别?

来源:锂聚合物电池   2019-08-20  阅读数:

  你知道锂聚合物电池相较锂电池有哪些优势吗?说到这个问题之前,先给不了解的朋友们科普一下吧。通常锂电池的概念很广泛,包括锂原电池、锂离子电池、锂聚合物电池和液态锂电池,这些都可以总称为锂电池,怎么样?是不是有点蒙圈。。。请往下看↓

锂聚合物电池

  我们通常将锂电池这个概念分为广义、较狭义和狭义三种区别:广义的锂电池包括锂原电池和锂离子电池;而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指的是锂离子电池;在锂离子电池内部呢,又分为两种:聚合物锂离子电池和液态锂离子电池,这其中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,被人们简称为聚合物电池。

锂聚合物电池

  说到这里,如果我们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,是没有可比性的。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,以下用锂电池代指液态锂离子电池。

锂聚合物电池相较锂电池有哪些优势

  1.无电池漏液问题,锂聚合物电池电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。

  2.可制成薄型电池:以3.6V 400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。

  3.可设计成多种形状。锂聚合物电池在形状上更容易做到轻薄化,加上无需使用金属保护壳包裹,所以更容易定制成各种形状。

  4.可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲90°左右。

  5.锂聚合物电池可制成单颗高电压:而液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池。

  6.由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。1.能量密度:能量密度越大,单位体积能拥有的容量更多。锂聚合物电池通过对负极(阳极)、隔膜等材料/厚度的改进,能量密度如今已达600Wh/L+。

  7.安全性:锂电在极端情况下(例如过充/高温),内部会发生剧烈的化学反应,产生大量气体,此时液体锂电池因为有金属壳的包裹,当内部压强相当大时外壳极易引起爆炸,而锂聚合物电池由于仅采用包装铝膜进行包裹(或塑料壳),只要内部压强稍高就会膨胀或者破裂,不会引起爆炸。但需要注意的是,无论液体锂电池还是聚合物锂电池在极端情况下都能发生燃烧。

  8.成本:除了在材料成本上锂聚合物电池比液体锂电池更高之外,由于锂聚合物电池可定制程度更高,所以在设计、制造的过程中会产生更多的费用,例如各种定制的工装夹具、测试设备等等,导致锂聚合物电池的成本比形状标准/规则的液体锂电更高。

锂聚合物电池和锂电池的区别

1.根本区别

  二者根本的区别在于原材料,这也是它们不同表现的总根源。锂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。目前研发的锂聚合物电池高分子材料主要用于正极与电解质。①锂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锂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.塑性区别

  前面我们有提到过,锂聚合物电池可以做到薄形化、任意面积和任意形状化,原因在于其电解质可固态可胶态而非液态;而锂电池则采用液态电解液,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.安全方面

  当前的锂聚合物电池多是软包电池,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,则电池自燃或爆裂也并非不可能,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

  由于锂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锂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,没关系,咱们继续比较下去。

5.导电性

  锂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

  锂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

  锂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

  这也是决定两者市场容量的关键因素。目前,市场上锂聚合物电池价格普遍高于锂电池,这影响到两者的市场容量,前者与后者之比是1:9。

  综上所述,我们很难绝对的说锂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,则锂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,如果锂聚合物电池能够突破价格和设计的局限性,或许能代表电池的发展趋势,因为其环保和安全性更符合潮流。