知道锂离子电池和聚合物电池
锂离子电池
现已广泛被咱们运用的锂离子电池是由锂电池开展而来的。所以在知道锂离子电池之前,咱们先来介绍一下锂电池。举例来讲,曾经照相机里用的扣式电池就归于锂电池。锂电池的负极资料是锂金属,正极资料是碳材。依照咱们习惯上的命名规则,咱们称这种电池为锂电池。
锂离子电池的正极资料是氧化钴锂,负极资料是碳材。电池通过正极发生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来完成电池的充放电进程,为了差异于传统意义上的锂电池,所以人们称之为锂离子电池。
锂离子电池的广泛用处
开展高科技的意图是为了使其更好的服务于人类。锂离子电池自1990年面世以来,因其杰出的功能得到了迅猛的开展,并广泛地运用于社会。锂离子电池以其它电池所不行比较的优势敏捷占据了许多范畴,象咱们熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等,且越来越多的国家将该电池运用于军事用处。运用标明,锂离子电池是一种抱负的小型绿色电源。
锂离子电池的首要构成
(1)电池盖
(2)正 极—-活性物质为氧化钴锂
(3)隔 膜—-一种特别的复合膜
(4)负 极—-活性物质为碳
(5)有机电解液
(6)电池壳
锂离子电池的优胜功能
咱们常常说的锂离子电池的优胜性是针关于传统的镍镉电池(Ni/Cd)和镍氢电池(Ni/MH)来讲的。那么,锂离子电池终究好在哪里呢?
(1)作业电压高 (2)比能量大 (3)循环寿数长 (4)自放电率低 (5)无回忆效应 (6)无污染
锂离子电池的作业原理
咱们都已知道,锂离子电池的正极资料是氧化钴锂,负极是碳。
锂离子电池的作业原理便是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子通过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有许多微孔,抵达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
相同道理,当对电池进行放电时(即咱们运用电池的进程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。咱们一般所说的电池容量指的便是放电容量。
不难看出,在锂离子电池的充放电进程中,锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状况。假如咱们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两头为电池的南北极,而锂离子就象优异的运动健将,在摇椅的两头来回奔驰。所以,专家们又给了锂离子电池一个心爱的姓名摇椅式电池。
锂离子电池的安全特性
锂离子电池已十分广泛的运用于人们的日常日子中,所以它的安全功能肯定应该是锂离子电池的第一项查核目标。关于锂离子电池安全功能的查核目标,国际上规则了十分严厉的规范,一只合格的锂离子电池在安全功能上应该满意以下条件。
(1)短路:不起火,不爆破 (2)过充电:不起火,不爆破 (3)热箱实验:不起火,不爆破(150℃恒温10min) (4)针剌:不爆破(用Ф3mm钉穿透电池) (5)平板冲击:不起火,不爆破(10kg重物自1M高处砸向电池) (6)焚烧:不爆破(煤气火焰烧烤电池)
聚合物电池
锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂电池):它也是锂离子电池的一种,可是与液锂电池(Li-ion)比较具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性和低本钱等多种显着优势,是一种新式电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以合作各种产品的需求,制作成任何形状与容量的电池。该类电池可以到达的最小厚度可达0.5mm。
它的标称电压与Li-ion相同也是3.6或3.7V,没有回忆效应。
聚合物锂离子电池的特色概述
依据锂离子电池所用电解质资料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极资料与液态锂离子都是相同的,电池的作业原理也根本共同。它们的首要差异在于电解质的不同, 锂离子电池运用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来替代, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,现在大部分选用聚合物胶体电解质。
聚合物锂离子电池可分为三类:(1)固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物,这种电池在常温下的离子电导率低,适于高温运用。(2)凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中参加增塑剂等添加剂,然后进步离子电导率,使电池可在常温下运用。(3)聚合物正极资料的锂离子电池。选用导电聚合物作为正极资料,其比能量是现有锂离子电池的3倍,是最新一代的锂离子电池。
因为用固体电解质替代了液体电解质,与液态锂离子电池比较,聚合物锂离子电池具有可薄形化、恣意面积化与恣意形状化等长处,也不会发生漏液与焚烧爆破等安全上的问题,因而可以用铝塑复合薄膜制作电池外壳,然后可以进步整个电池的比容量;聚合物锂离子电池还可以选用高分子作正极资料,其质量比能量将会比现在的液态锂离子电池进步50%以上。此外,聚合物锂离子电池在作业电压、充放电循环寿数等方面都比锂离子电池有所进步。根据以上长处,聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。
一般的电池首要的结构包含有正极、负极与电解质三项要素。所谓的聚合物锂离子电池是说在这三种首要结构中至少有一项或一项以上运用高分子资料做为首要的电池体系。而在现在所开发的聚合物锂离子电池体系中,高分子资料首要是被运用于正极及电解质。正极资料包含导电高分子聚合物或一般锂离子电池所选用的无机化合物,电解质则可以运用固态或胶态高分子电解质,或是有机电解液,负极则一般选用锂金属或锂碳层间化合物。一般锂离子技能运用液体或胶体电解液,因而需求巩固的二次包装来包容可燃的活性成分,这就增加了分量和本钱,别的也约束了尺度的灵敏性。而聚合物锂离子工艺中没有剩余的电解液,因而它更安稳,也不易因电池的过量充电、针刺、磕碰或其他危害、以及过量运用而形成风险状况。
新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化(最薄0.8毫米)、恣意面积化和恣意形状化,大大进步了电池造型规划的灵敏性,然后可以合作产品需求,做成任何形状与容量的电池,为运用设备开发商在电源解决方案上供给了高度的规划灵敏性和适应性,以最大化地优化其产品功能。一起,聚合物锂离子电池的单位能量比现在的一般锂离子电池进步了50%,其容量、充放电特性、安全性、作业温度规模、循环寿数(超越500 次)与环保功能等方面都较锂离子电池有大幅度的进步。
优势:
超薄,电池可以组装进信用卡中
外形灵敏:制作商不必限制于规范外形,可以经济地做成适宜的巨细。
质量轻:选用聚合物电解质的电池无需金属壳来作为维护外包装。
改进了安全:过充更安稳,电解液走漏的几率更低。
限制:
和锂离子电池比较能量密度和循环次数都有下降。
制作贵重。
没有规范外形,大多数电池为高容量消费市场而制作。
和锂离子电池比较,价格、能量比较高。