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聚合物鋰離子電池的基本常識

來源:http://www.nuantailong.com/news/87.html    發布時間 : 2016-03-27
今天為您講述聚合物鋰離子電池的基本常識,還有其他有關電池方麵的知識我們後續會一直會上傳。
一、聚合物鋰離子電池的特點概述


  根據鋰離子電池所用電解質材料不同,鋰離子電池可以分為液態鋰離子電池( 簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池( 簡稱為LIP)兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的,電池的工作原理也基本一致。它們的主要區別在於電解質的不同, 鋰離子電池使用的是液體電解質, 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替, 這種聚合物可以是“幹態”的,也可以是“膠態”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質。
  聚合物鋰離子電池可分為三類:


   (1)固體聚合物電解質鋰離子電池。電解質為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導率低,適於高溫使用。


   (2)凝膠聚合物電解質鋰離子電池。即在固體聚合物電解質中加入增塑劑等添加劑,從而提高離子電導率,使電池可在常溫下使用。


   (3)聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導電聚合物作為正極材料,其比能量是現有鋰離子電池的3倍,是最新一代的鋰離子電池。
    由於用固體電解質代替了液體電解質,與液態鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意麵積化與任意形狀化等優點,也不會產生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題,因此可以用鋁塑複合薄膜製造電池外殼,從而可以提高整個電池的比容量;聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料,其質量比能量將會比目前的液態鋰離子電池提高50%以上。此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環壽命等方麵都比鋰離子電池有所提高。基於以上優點,聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。
 
 
二、聚合物電池與液態鋰電的比較
  由於各個廠商生產工藝的不同,目前市場上的聚合物鋰電分為卷繞式(索尼、東芝為代表)、疊片式(TCL、ATL為代表)兩種不同結構,但適應於手機需求的規格大都在4mm厚度以下。與液態比較,由於聚合物外包裝采用了更薄的鋁膜,比鋼殼、鋁殼更薄,而且生產方式與液態鋰電不同,聚合物越薄越好生產,理論上可以生產出0.5mm以下厚度的電池。
  液態鋰電正好相反,越厚越好生產,低於4mm厚度的電池很難生產,即使生產出來了,容量明顯不如聚合物鋰電,成本也沒優勢。因而,電池越薄,聚合物生產成本越低、液態生產成本越高。
  但較厚的規格上(如目前市場上手機用鋰電池主流型號053048\053448\063048\063450以及相近規格的電芯),液態鋰電供應鏈成熟,工藝成熟,生產效率高,成品率高,有很強的製造成本優勢。從目前市場來看,5mm、6mm厚度係列的液態鋰電池雖然比3mm、4mm厚度係列電池容量高很多,但售價要低很多。聚合物從理論上來講,在5mm、6mm厚度規格上的材料成本與液態接近,但目前5mm、6mm係列電池的工藝成本要比液態高出很多,因而,要在此規格上與液態真正形成競爭,還有不少距離。
 
三、聚合物鋰離子電池的產業化現狀
  已產業化生產的聚合物鋰離子電池是指已聚合物作為電解質代替液態電解質的鋰離子電池。目前已有日本、韓國、美國、加拿大、中國等的多家公司能夠批量生產。鋰離子電池在1992 年開始就投入商業應用,而聚合物鋰離子電池直到1999 年才開始投入商業應用,然而,自1999年由SONY公司商業化生產以來,該聚合物鋰離子電池的發展速度一直強於液態鋰離子電池,2002年聚合物鋰離子電池已經占到了全部鋰離子電池7%的市場份額。預計到2005年聚合物鋰離子電池在整個鋰離子電池產業中將占9.3%左右的市場份額,到2010年則可提高到30%左右。表1和圖1反映了全球聚合物鋰離子電池的產量、年增長率及在整個鋰離子電池產業中所占的市場份額及其發展趨勢。在聚合物鋰離子電池市場,幾乎被日本所壟斷,表2是日本各公司生產與應用現狀。
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