鉅大LARGE | 點擊量:1646次 | 2020年07月14日
便攜式充電電池選擇鋰離子電池還是鋰聚合物電池好?
選擇鋰化學(xué)的設(shè)計師可以選擇傳統(tǒng)的圓柱形/棱柱形鋰離子電池或鋰聚合物袋。決定中有很多因素,從熱穩(wěn)定到終生。
可充電鋰電池有多種配置,物理尺寸和容量等級。鋰化學(xué)行業(yè)有三種基本配置。
第一種是類似于小桶的圓形配置,被稱為圓柱形電池/電池。典型尺寸為18×65毫米,21×50毫米和26×65毫米。
第二張常見的配置是扁平的和矩形的,類似于稱為棱柱形電池的小盒子。典型尺寸為5×34×50毫米和10×34×50毫米,以及其他各種標(biāo)準(zhǔn)尺寸。
第三種配置是扁平箔袋,非常類似于口香糖包裝,通常稱為鋰聚合物電池/電池。典型的尺寸是每個棱柱形單元,但是在市場上有各種各樣的附加尺寸。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
工業(yè)用語典型地將圓柱形和棱柱形電池稱為“傳統(tǒng)”鋰離子電池和袋式電池,作為“鋰聚合物”或“鋰聚合物”或“袋”電池。為了本文的目的,我們將使用鋰離子傳統(tǒng)電池和鋰聚合物作為袋子命名法。
從制造成本比較
傳統(tǒng)鋰離子與鋰聚合物的制造有很大不同。對于鋰離子電池來說,生產(chǎn)電池需要大量昂貴的自動化設(shè)備和工具。圓柱形電池配置已經(jīng)成為該行業(yè)的主力,成為各種應(yīng)用中最常用的配置。隨著可充電鋰化學(xué)技術(shù)的成熟,這也是最先進的技術(shù)。
棱柱形電池的制造也需要密集的資本設(shè)備支出。然而,棱柱形電池/電池領(lǐng)域的技術(shù)進步卻越來越少。從制造的角度來看,圓柱形電池的制造成本最低,其次是棱鏡配置。
這與李多細(xì)胞的情況不同。作為袋式電池,工具和設(shè)備的制造成本較低。建立電池組裝過程的總體投資成本也較低。制造鋰聚合物箔袋比傳統(tǒng)的鋰離子“罐”電池密集得多。而且,由于整體模具和設(shè)備成本低得多,設(shè)計師可以選擇更多的袋裝單元尺寸。鋰聚合物結(jié)構(gòu)允許制造奇怪的形狀甚至可彎曲的電池。鋰聚合物電池的設(shè)計和開發(fā)將涵蓋給定電池外殼內(nèi)的所有內(nèi)部空間;這相當(dāng)于在電池組內(nèi)提供可達到的最大容量。
從化學(xué)成分比較
從化學(xué)角度來看,傳統(tǒng)的鋰離子與鋰聚合物相同/相似。兩者都有各種配方來改善生活,能量密度,安全性和整體性能特征。所有知名鋰電池和鋰電池制造商都經(jīng)過了一系列認(rèn)證測試,以確認(rèn)設(shè)計和制造的安全性。這些測試定義為UL1642和UL62133.在這些標(biāo)準(zhǔn)中,電池經(jīng)受短路,溫度沖擊,低壓,異常充電,強制放電,擠壓,沖擊,沖擊,振動,加熱和彈丸測試。
但是,對于Li-poly電池,由于箔袋配置存在依從性異常。在沒有金屬結(jié)構(gòu)的情況下,不考慮擠壓,沖擊和拋射物的具體要求。這并不意味著鋰聚合物不如傳統(tǒng)鋰離子產(chǎn)品那么安全;這只是意味著當(dāng)前的測試方法不能應(yīng)用于小袋產(chǎn)品。
由于在內(nèi)部活性材料周圍沒有支撐的外部結(jié)構(gòu),所以使用Li-poly電池的電池組的構(gòu)造必須與傳統(tǒng)的Li離子不同。電池必須以防止電池組內(nèi)部移動的方式進行固定或組合。
傳統(tǒng)鋰離子電池使用金屬罐作為外殼,提供外部支持。但是,這種密封金屬罐在濫用條件下可以充當(dāng)壓力容器。雖然單元設(shè)計通常包含通風(fēng)機構(gòu),但在災(zāi)難性事件期間通風(fēng)口不能始終足夠快地操作,以防止罐的全部破裂。對于Lipoly而言,鋁箔袋沒有排氣裝置,因此它也不能包含內(nèi)部壓力積聚。袋接縫通常會破裂并排出任何過度的壓力。請參閱表格以了解兩種化學(xué)品之間的對比。
由于不使用電池盒(或塑料外殼)內(nèi)的所有內(nèi)部空間(圓柱形空隙),因此使用圓柱形電池可能無法提供最高容量。根據(jù)房地產(chǎn)的不同,棱柱形和LiPoly電池有時可以利用電池組內(nèi)的所有可用內(nèi)部空間。專業(yè)尺寸的LiPoly電池可以制造成完全填滿內(nèi)部空間。從重量的角度來看,由于鋁箔袋的重量更輕,傳統(tǒng)的罐式電池比特定應(yīng)用中的鋰聚合物的重量更重。
就環(huán)境問題而言,所有鋰離子電池和鋰離子電池/電池都需要適當(dāng)回收利用,并且應(yīng)該在正常廢棄物流中處理。與任何電池一樣,建議鼓勵參與正式的回收計劃。
鋰聚合物電池是更好的選擇嗎?
最后,鋰聚合物電池在便攜式應(yīng)用中比鋰離子電池增加了幾個優(yōu)點:
充電和放電過程非常安全,良好的系統(tǒng),優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
重量輕,功率密度大。
更好的低溫性能,有限的電壓抑制和更高的容量交付。
在更大范圍的單元尺寸下制造投資較少。
電池房地產(chǎn)不限于消費者使用和設(shè)備應(yīng)用所規(guī)定的工業(yè)電池尺寸;即“電池形狀理想地適合它將供電的設(shè)備”。
商業(yè)鋰離子產(chǎn)品的循環(huán)壽命極好。
許多應(yīng)用中的產(chǎn)品成本與Li離子相當(dāng),但這很大程度上取決于電池配置和體積。
由于外形尺寸,重量更輕,能量密度更高,安全性,消費者安全性以及靈活組裝到設(shè)備中,因此消費市場準(zhǔn)備使用比鋰離子更多的鋰離子電池。
作為鋰離子的替代品被廣泛接受。
采用圓柱或棱柱形式的傳統(tǒng)Li離子與使用Li聚合物相比,為電池設(shè)計人員提供了更多選擇。許多因素起作用,但最終如果應(yīng)用得當(dāng),電池產(chǎn)品將為用戶提供多年的安全性能。