鋰聚合物電池相較鋰電池有哪些優(yōu)勢?它們有何區(qū)別?
你知道鋰聚合物電池相較鋰電池有哪些優(yōu)勢嗎?說到這個問題之前,先給不了解的朋友們科普一下吧。通常鋰電池的概念很廣泛,包括鋰原電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池和液態(tài)鋰電池,這些都可以總稱為鋰電池,怎么樣?是不是有點(diǎn)蒙圈。。。請往下看↓
我們通常將鋰電池這個概念分為廣義、較狹義和狹義三種區(qū)別:廣義的鋰電池包括鋰原電池和鋰離子電池;而由于鋰離子電池比鋰原電池應(yīng)用更廣,所以鋰電池在較狹義上通常指的是鋰離子電池;在鋰離子電池內(nèi)部呢,又分為兩種:聚合物鋰離子電池和液態(tài)鋰離子電池,這其中應(yīng)用更多的是液態(tài)鋰離子電池,所以鋰電池的狹義理解就是指液態(tài)鋰離子電池,而聚合物鋰離子電池又叫鋰聚合物電池,被人們簡稱為聚合物電池。
說到這里,如果我們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(qū)別,是沒有可比性的。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(tài)鋰離子電池的比較,以下用鋰電池代指液態(tài)鋰離子電池。
鋰聚合物電池相較鋰電池有哪些優(yōu)勢
1.無電池漏液問題,鋰聚合物電池電池內(nèi)部不含液態(tài)電解液,使用膠態(tài)的固體。
2.可制成薄型電池:以3.6V 400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。
3.可設(shè)計(jì)成多種形狀。鋰聚合物電池在形狀上更容易做到輕薄化,加上無需使用金屬保護(hù)殼包裹,所以更容易定制成各種形狀。
4.可彎曲變形:高分子電池最大可彎曲90°左右。
5.鋰聚合物電池可制成單顆高電壓:而液態(tài)電解質(zhì)的電池僅能以數(shù)顆電池串聯(lián)得到高電壓,高分子電池。
6.由于本身無液體,可在單顆內(nèi)做成多層組合來達(dá)到高電壓。1.能量密度:能量密度越大,單位體積能擁有的容量更多。鋰聚合物電池通過對負(fù)極(陽極)、隔膜等材料/厚度的改進(jìn),能量密度如今已達(dá)600Wh/L+。
7.安全性:鋰電在極端情況下(例如過充/高溫),內(nèi)部會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體,此時液體鋰電池因?yàn)橛薪饘贇さ陌?dāng)內(nèi)部壓強(qiáng)相當(dāng)大時外殼極易引起爆炸,而鋰聚合物電池由于僅采用包裝鋁膜進(jìn)行包裹(或塑料殼),只要內(nèi)部壓強(qiáng)稍高就會膨脹或者破裂,不會引起爆炸。但需要注意的是,無論液體鋰電池還是聚合物鋰電池在極端情況下都能發(fā)生燃燒。
8.成本:除了在材料成本上鋰聚合物電池比液體鋰電池更高之外,由于鋰聚合物電池可定制程度更高,所以在設(shè)計(jì)、制造的過程中會產(chǎn)生更多的費(fèi)用,例如各種定制的工裝夾具、測試設(shè)備等等,導(dǎo)致鋰聚合物電池的成本比形狀標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)則的液體鋰電更高。
鋰聚合物電池和鋰電池的區(qū)別
1.根本區(qū)別
二者根本的區(qū)別在于原材料,這也是它們不同表現(xiàn)的總根源。鋰聚合物電池是指在正極、負(fù)極或電解質(zhì)三大組件中至少有一項(xiàng)使用高分子材料。高分子的意思是分子量大,與其相對應(yīng)的概念是小分子,高分子具有高強(qiáng)度、高韌性和高彈性。目前研發(fā)的鋰聚合物電池高分子材料主要用于正極與電解質(zhì)。①鋰聚合物電池正極材料除了采用鋰電池的無機(jī)化合物,還可以采用導(dǎo)電高分子聚合物;②鋰聚合物電池的電解質(zhì)有高分子電解質(zhì)(固態(tài)或膠態(tài))和有機(jī)電解液,鋰電池使用電解液(液體或膠體)。
2.塑性區(qū)別
前面我們有提到過,鋰聚合物電池可以做到薄形化、任意面積和任意形狀化,原因在于其電解質(zhì)可固態(tài)可膠態(tài)而非液態(tài);而鋰電池則采用液態(tài)電解液,需要一個堅(jiān)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.安全方面
當(dāng)前的鋰聚合物電池多是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,當(dāng)內(nèi)部采用有機(jī)電解質(zhì)時,即使很熱也不爆炸,因?yàn)殇X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絕對的,如果瞬間電流足夠大,發(fā)生短路,則電池自燃或爆裂也并非不可能,手機(jī)和平板電腦安全事故的發(fā)生多由這種情況引起。
4.電芯電壓
由于鋰聚合物電池采用高分子材料,可在電芯里做成多層組合達(dá)到高電壓,而鋰電池電芯標(biāo)稱容量是3.6V,要想在實(shí)際運(yùn)用中達(dá)到高電壓,則需要將多個電芯串聯(lián)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(diǎn)對比鋰聚合物電池和鋰電池哪個好,那么結(jié)論就是一定的,然而,在市場上還是鋰電池的應(yīng)用占主體地位,這說明鋰電池也有相對優(yōu)勢,沒關(guān)系,咱們繼續(xù)比較下去。
5.導(dǎo)電性
鋰聚合物電池的固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低,目前主要是加入了一些添加劑使其成為凝膠電解質(zhì),以改善電導(dǎo)率。這也只是增加了離子電導(dǎo),不似鋰電池的電導(dǎo)率保持一個穩(wěn)定的值,而不會受輔助材料質(zhì)量的影響。
6.容量
鋰聚合物電池的容量并無有效提升,與標(biāo)準(zhǔn)容量的鋰電池相比還有所減少。
7.制造工藝
鋰聚合物電池越薄越好生產(chǎn),鋰電池越厚越好生產(chǎn),這使得鋰電池在應(yīng)用上可拓展領(lǐng)域更多。
8.價格
這也是決定兩者市場容量的關(guān)鍵因素。目前,市場上鋰聚合物電池價格普遍高于鋰電池,這影響到兩者的市場容量,前者與后者之比是1:9。
綜上所述,我們很難絕對的說鋰聚合物電池和鋰電池哪個好,它們各有千秋,如果非要說個結(jié)論,則鋰聚合物電池在小型應(yīng)用上多些,而鋰電池在大型應(yīng)用上更有前途,如果鋰聚合物電池能夠突破價格和設(shè)計(jì)的局限性,或許能代表電池的發(fā)展趨勢,因?yàn)槠洵h(huán)保和安全性更符合潮流。
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