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移动电源选聚合物电芯好还是锂电子电芯好

作者:    来源:    发布时间:2019-08-22 10:05    浏览量:

其实聚合物电芯也是属于锂电芯。锂电芯分为:液态锂离子电芯和聚合物电芯两种。至于两种电芯谁更稳定,这不能一概而论,主要看生产厂商的技术水平。

 

聚合物电芯:一般采用软铝塑复合封装膜。内部为半固状高分子聚合物。性能放电平稳,效率高,内阻小。安全性能较好,有过流、过压保护装置。使用寿命充放电循环次数大约500次。但是聚合物电芯通常都是用锡箔纸来包装易变形、不耐撞击、因生产厂家不同过压保护质量有好有坏等等。

 

18650电芯:是锂电池的改进型产品,经过多年的发展,锂离子电池的技术相对来说已经非常成熟,大批量的生产已经让其制造成本非常低廉。所以锂离子电池在价格上要比锂聚合物电池更具优势。这也就是为什么目前多数笔记本电脑等设备中都会采用这种电芯。现在移动电源最常见使用钢壳的18650电池,具有较高的安全系数,生产技术已经非常成熟,并且价格相比聚合物电池来说更加便宜,占有大部分锂电池市场份额,在笔记本电脑电池中最为常见。

 

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,但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性等多种明显优势,是一种新型电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合各种产品的需要,制作成任何形状与容量的电池。该类电池可以达到的最小厚度可达0.5mm。它的标称电压与Li-ion一样也是标称电压3.7V,没有记忆效应。

 

 

 

根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithiumionbattery,简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymerlithiumionbattery,简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解液的不同,锂离子电池使用的是液体电解液,而聚合物锂离子电池则以胶态聚合物电解液来代替。[1]

 

NOIN冇印聚合物电池移动电源

 

NOIN冇印聚合物电池移动电源(3张)

 

普通锂离子电池在过充、短路等情况时候发生时,电池内部可能出现升温、正极材料分解、负极和电解液材料被氧化等现象,进而导致气体膨胀和电池内压加大,当压力达到一定程度后就可能出现爆炸。而聚合物锂离子电池因为使用了胶态电解质,不会因为液体沸腾而产生大量气体,从而杜绝了剧烈爆炸的可能。

 

目前国内的聚合物电池多数仅仅是,采用铝塑膜做外壳,但电解液并没有改变。这种电池同样可以薄型化,其低温放电特性比聚合物电池更好,而材料能量密度则与液态锂电池、普通聚合物电池基本一致,但因为使用了铝塑膜,因此比普通液态锂电更轻。安全方面,当液体刚沸腾时软包电池的铝塑膜会自然鼓包或破裂,同样不会爆炸。

 

须注意的是,新型电池依然可能燃烧或膨胀裂开,安全方面并非万无一失。

 

与液态锂离子电池相比,聚合物锂离子电池不但安全性高,同时还具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点,外壳也使用了更轻的铝塑复合薄膜。不过,其低温放电性能可能还有提升的空间。

 

液态锂电

 

由于各个厂商生产工艺的不同,市场上的聚合物锂电分为卷绕式(索尼、东芝为代表)、叠片式(TCL、ATL为代表)两种不同结构,但适应于手机需求的规格大都在4mm厚度以下。与液态比较,由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜,比钢壳、铝壳更薄,而且生产方式与液态锂电不同,聚合物越薄越好生产,理论上可以生产出0.5mm以下厚度的电池。

 

液态锂电正好相反,越厚越好生产,低于4mm厚度的电池很难生产,即使生产出来了,容量明显不如聚合物锂电,成本也没优势。因而,电池越薄,聚合物生产成本越低、液态生产成本越高。

 

但较厚的规格上,液态锂电供应链成熟,工艺成熟,生产效率高,成品率高,有很强的制造成本优势。从市场来看,5mm、6mm厚度系列的液态锂电池虽然比3mm、4mm厚度系列电池容量高很多,但售价要低很多。聚合物从理论上来讲,在5mm、6mm厚度规格上的材料成本与液态接近,但目前5mm、6mm系列电池的工艺成本要比液态高出很多,因而,要在此规格上与液态真正形成竞争,还有不少距离。

 

一般的电池主要的构造包括有正极、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主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。所开发的聚合物锂离子电池系统中,高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物,电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质,或是有机电解液,负极则通常采用锂金属或锂碳层间化合物。一般锂离子技术使用液体或胶体电解液,因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分,这就增加了重量和成本,另外也限制了尺寸的灵活性。

 

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)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池,为应用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性,以最大化地优化其产品性能。同时,聚合物锂离子电池的单位能量比一般锂离子电池提高了50%,其容量、循环寿命(超过500次)与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。

 

锂电池涂碳铝箔[1]

 

一、材质说明

 

涂碳铝箔是由导电碳为主的复合型浆料与高纯度的电子铝箔,以转移式涂覆工艺制成。

 

二、应用范围

 

?细颗粒活性物质的功率型锂电池

 

?正极为磷酸亚铁锂

 

?正极为细颗粒的三元/锰酸锂

 

?用于超级电容器、锂一次电池(锂亚、锂锰、锂铁、扣式等)替代蚀刻铝箔

 

三、对电池/电容的性能作用

 

?抑制电池极化,减少热效应,提高倍率性能;

 

?降低电池内阻,并明显降低了循环过程的动态内阻增幅;

 

?提高一致性,增加电池的循环寿命;

 

?提高活性物质与集流体的粘附力,降低极片制造成本;

 

?保护集流体不被电解液腐蚀;

 

?提高的高、低温性能,改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。

 

四、建议参数

 

对应涂覆的活性物质D50最好不大于4~5μm,压实密度不大于2.25g/cm,比表面积在13~18㎡/g范围内。

 

五、使用中的注意事项

 

1.存储要求:在温度为25±5℃、湿度为不超过50%的环境中,运输时须避免空气和水蒸气对铝箔的侵蚀;

 

2.本产品分为A、B两款,各自的关键特性为:A款外观为黑色,常规涂层厚度为双面4~8μm,导电性能较更为突出;B款外观为淡灰色,常规涂层厚度为双面2~3μm,涂层区可做较少层的焊接,并可以涂布机识别跳间隙;

 

3.B款(灰色)涂碳铝箔可以在涂层区直接做超声焊,只适合卷绕式电池焊接极耳(极片最多2-3层),但超声的功率、时间需做一些微调;

 

4.碳层的散热性要比铝箔差些,故做涂布时需对带速与烘烤温度适当微调;

 

5.本产品对锂电池与电容的综合性能有较可观的提升,但不可作为改变电池某方面性能的主要因素,如电池能量密度、高低温性能、高电压等等。

 

聚合物

 

聚合物锂离子电池和平常电池的差别在电解质上。在20世纪70年代最初的设计中,采用了固态聚合物电解质。这类电解质类似于塑料薄膜,不能导通电子但是可以让离子交换(能够充电的原子或者原子团)。聚合物电解质取代了传统的浸透电解液的多孔隔膜。干态聚合物电解质的设计允许组装简化,提高电池机械强度,安全,并且能够制造成为超薄的几何外形。单个电池的厚度可以薄到1mm。设备设计师能够根据他们的想象力来自由设计电池的形状和大小。不幸的是,固态聚合物锂离子电池受制于其较差的导电性。内阻太高而无法提供当前通信设备所需要的高脉冲电流,无法驱动笔记本电脑的硬盘。加热电池到60摄氏度,电导率迅速提高,但是这样的要求不适合在便携设备上应用。

 

作为一种折中方式,引入了一些凝胶电解质。市场上销售的大部分手机聚合物锂离子电池都是包含了凝胶电解质的混和型电池。用锂离子聚合物来修正这一系统,使之成为唯一用于便携设备的聚合物电源。

 

聚合优势

 

加入凝胶电解质以后,锂离子聚合物电池和一般锂离子电池又有什么不同呢?虽然这两种电池在性能表现上非常相似,但是锂离子聚合物作为唯一固态电解质替代了多孔隔膜。凝胶电解质只是增加了离子电导。聚合物锂离子电池并没有像一些分析家预测的那样流行。它的优越性和低制造成本还没有被认识到。因为其容量并没有得到提高,实际上,容量比标准锂离子电池还有轻微减少。聚合物锂离子电池的市场在超薄几何形状电源的应用上,例如信用卡电源等类似的应用。

 

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