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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)測的那樣流行。它的性和低制造成本還沒有被認(rèn)識到。因為其容量并沒有得到提高,實際上,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。
當(dāng)前的聚合物多是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,當(dāng)內(nèi)部采用有機(jī)電解質(zhì)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(tài)或膠態(tài)而無漏液,只是自然破裂。但是任何事情都不是的,如果瞬間電流足夠大,發(fā)生短路,則電池自燃或爆裂并非不可能,手機(jī)和平板電腦安全事故的發(fā)生多由這種情況引起。
聚合物鋰電池的特點
1、單體電池的工作電壓高達(dá)3.6v~3.8v遠(yuǎn)鎳氫和鎳鎘電池的1.2V電壓。
2、容量密度大,其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5倍,或者更高。
3、自放電小,在放置很長時間后其容量損失也很小。
4、壽命長,正常使用其循環(huán)壽命可達(dá)到500次以上。
5、沒有記憶效應(yīng),在充電前不必將剩余電量放空,使用方便。
6、安全性能好
聚合物鋰電池膨脹的原因
封裝不良:制作過程中空氣水分進(jìn)入電芯內(nèi)部,引起電解液分解產(chǎn)生氣體。
電芯含水超標(biāo):在工序過程中,一旦水含量超標(biāo),電解液會失效產(chǎn)生氣體。
腐蝕:聚合物軟包鋰電池芯發(fā)生腐蝕,鋁層被反應(yīng)消耗,失去對水的阻隔作用,發(fā)生脹氣。
表面破損:受到外力損壞,刺穿導(dǎo)致水分進(jìn)入電芯內(nèi)部。鋰金屬暴露在空氣中時,會與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)。
磕碰:鋁材質(zhì)很容易變形,輕輕一磕就會,電芯越大,氣袋越大,就越容易損壞。
短路:正負(fù)極接觸導(dǎo)致短路,聚合物鋰電芯發(fā)生鼓氣甚至冒煙。
內(nèi)部短路:聚合物鋰電池隔離膜收縮、捲曲、破損、毛刺刺穿隔離膜等都會造成內(nèi)部斷路,從而鼓包。
過充、過放:聚合物軟包電池被過充或過放,加上保護(hù)板異常,電池芯會發(fā)生嚴(yán)重鼓氣。
普通鋰離子電池在過充、短路等情況時候發(fā)生時,電池內(nèi)部可能出現(xiàn)升溫、正極材料分解、負(fù)極和電解液材料被氧化等現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致氣體膨脹和電池內(nèi)壓加大,當(dāng)壓力達(dá)到一定程度后就可能出現(xiàn)爆炸。而聚合物鋰離子電池因為使用了膠態(tài)電解質(zhì),不會因為液體沸騰而產(chǎn)生大量氣體,從而杜絕了劇烈爆炸的可能。
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年代初的設(shè)計中,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。單個電池的厚度可以薄到1mm。設(shè)備設(shè)計師能夠根據(jù)他們的想象力來自由設(shè)計電池的形狀和大小。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。
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,市場上聚合物鋰電池的價格普遍要液態(tài)鋰電,但是,由于移動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電器帶來的設(shè)計價值創(chuàng)新(如4mm厚度以下的性能、大型規(guī)格電池),聚合物電池正被越來越多的手機(jī)、移動DVD等設(shè)計人員所認(rèn)識,因而聚合物鋰電池廠商還是信心十足,堅信聚合物鋰電池的時代一定會到來??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。特別近兩年來移動電源的發(fā)展得到了市場普遍認(rèn)可,隨著智能手機(jī)的普及耗電量不斷增加,移動電源的出現(xiàn)將會改變聚合物鋰離子電池的劣勢,新一代的移動電源以明能移動電源為代表采用聚合物鋰離子電池,其具備電池容量大等相對優(yōu)點。隨著技術(shù)的完善,會慢慢改進(jìn)。
聚合物鋰電池的缺陷
(1)主要是本錢較高,因為能夠依照客戶需求規(guī)劃,這兒面的研發(fā)本錢就要算進(jìn)去。而且外形多變、種類繁多,導(dǎo)致在制作過程中各種工裝夾具對錯規(guī)范件,也相應(yīng)的添加了本錢。
(2)聚合物電池本身的通用性差,這也是靈敏規(guī)劃帶來的,往往為了那么1mm的差異就需要從頭為客戶規(guī)劃一款。
(3)只需壞了就全廢了,且需要保護(hù)線路控制,過充或者過放都會使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到損壞,從而嚴(yán)重影響電池的壽數(shù)。
(4)壽數(shù)比18650短,因為運(yùn)用不同規(guī)劃和材料,有些內(nèi)部有液體,有些是干性的或者是膠體性的,且大電流放電時性能不如18650的圓柱形電池。
聚合物電池的極片上面有卡粉在倒絲機(jī)成電池及其注液后,卡粉會在電池中伴隨著鋰電池電解液的活動而健身運(yùn)動,運(yùn)動到一些非常容易出問題的地區(qū),例如隔膜有缺陷的地區(qū),將有可能導(dǎo)致電池發(fā)生微短路,自放電大等問題。聚合物電池的極片壓片糖果薄厚達(dá)不上規(guī)定,先會導(dǎo)致電池的壁厚達(dá)不上規(guī)定,另處,極片壓片糖果薄厚不一樣,活性物質(zhì)中的微孔板也會不一樣,那樣注液時極片消化吸收的鋰電池電解液量不一樣,會導(dǎo)致電池特性的區(qū)別。
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