鉅大LARGE | 點擊量:1908次 | 2019年05月21日
聚合物鋰電池使用用注意事項
鋰離子聚合物電池運用注意事項有哪些?
依據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同,鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池(LiquifiedLithium-IonBattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(PolymerLithium-IonBattery,簡稱為PLB)。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的,正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料,負(fù)極為石墨,電池作業(yè)原理也根本共同。它們的首要差異在于電解質(zhì)的不同,液態(tài)鋰離子電池運用液體電解質(zhì),聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來替代,這種聚合物可所以“干態(tài)”的,也可所以“膠態(tài)”的,現(xiàn)在大部分選用聚合物膠體電解質(zhì)。
1分類
固體
固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低,可在常溫下運用。
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%
凝膠
凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池即在固體聚合物電解質(zhì)中參加增塑劑等增加劑,然后前進離子電導(dǎo)率,使電池可在常溫下運用。
聚合物
聚合物正極材料的鋰離子電池選用導(dǎo)電聚合物作為正極材料,其比容量相對增加。因為用固體電解質(zhì)替代了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池比較,聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等利益,因此能夠用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼,然后能夠改善整個電池的比容量;聚合物鋰離子電池還能夠選用高分子作正極材料,其質(zhì)量比能量將會比現(xiàn)在的液態(tài)鋰離子電池前進20%以上。聚合物鋰離子(PolymerLithium-IonBattery)電池具有小型化、薄型化、輕量化的特色。因此,聚合物電池在商場占有會逐步增多。
2注意事項一重視短路狀況
聚合物鋰離子電池,在充電進程中很簡略發(fā)作短路狀況。包含:內(nèi)部短路,外部短路等狀況。
雖然,現(xiàn)在大多數(shù)鋰離子電池都帶有防短路的保護電路,還有防爆線,但很多狀況下,這個保護電路在各種狀況下不必定會起效果,防爆線能起的效果也很有限。
二充電不要過充
聚合物鋰離子電池,假設(shè)充電時間過長,發(fā)作脹大的可能性就會加大。
鋰的化學(xué)性質(zhì)非常生動,很簡略焚燒,當(dāng)電池充放電時,電池內(nèi)部持續(xù)升溫,活化進程中所發(fā)作的氣體脹大,電池內(nèi)壓加大,壓力抵達必定程度,如外殼有傷痕,即會決裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。而聚合物鋰離子電池只會脹大。
我們在運用時分,必定要注意安全。
3原理鋰離子電池現(xiàn)在有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類。其間,液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極選用鋰化合物L(fēng)iCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,負(fù)極選用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6,典型的電池系統(tǒng)為:
(-)C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2(+)聚合物鋰離子電池
聚合物鋰離子電池(15張)正極反應(yīng)(氧化反應(yīng)):LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe------------(2.1)
負(fù)極反應(yīng)(康復(fù)反應(yīng)):6C+xLi++xe-=LixC6-----------(2.2)
電池總反應(yīng):LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6-----------(2.3)
聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同,首要差異是電解液與液態(tài)鋰不同。電池首要的結(jié)構(gòu)包含有正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種首要結(jié)構(gòu)中至少有一項或一項以上運用高分子材料做為首要的電池系統(tǒng)。而在現(xiàn)在所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中,高分子材料首要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包含導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所選用的無機化合物,電解質(zhì)則能夠運用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì),或是有機電解液,一般鋰離子技術(shù)運用液體或膠體電解液,因此需求穩(wěn)固的二次包裝來容納可燃的活性成分,這就增加了分量,另外也約束了規(guī)范的靈活性。
新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化(ATL電池最薄可達0.5毫米,相于一張卡片的厚度)、任意面積化和任意形狀化,大大前進了電池造型規(guī)劃的靈活性,然后能夠合作產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池,為設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上供給了一些規(guī)劃靈活性和適應(yīng)性,以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品功用。一起,聚合物鋰離子電池的單位能量比現(xiàn)在的一般鋰離子電池前進了20%,其容量、與環(huán)保功用等方面都較鋰離子電池,有一些改善。
4展望現(xiàn)在手機有以下幾個展開趨勢:
(1)手機本身向小型化、薄化方向展開,以便利顧客的帶著;
(2)手機規(guī)劃的個性化,表現(xiàn)在規(guī)劃理念現(xiàn)已不再是原本方方正正的形狀,不規(guī)則形狀、曲線、弧面規(guī)劃成為手機規(guī)劃美學(xué)化的干流;
(3)運用彩屏、手機功用的不斷增加。為了使手機小型化,電池減小、減薄是一個最有用的途徑。4mm以下厚度電池有成為薄型手機配備的干流趨勢,從性價比來講,這是聚合物的專長。不規(guī)則形狀、曲線、弧面規(guī)劃造型的手機給電池留下的有用空間變成了不規(guī)則形狀。液態(tài)的長方型不能有用運用空間,容量較低,而疊片式聚合物能夠?qū)⑦@種不規(guī)則空間最有用地運用起來,使容量擴展。最近TCL金能公司推出的圓弧型電池、梯形電池、背包電池能使手機比運用相應(yīng)規(guī)范的液態(tài)電池容量增加20%以上。手機功用越來越多,導(dǎo)致耗電越來越多。要求電池容量相應(yīng)地增加。在不增加電池厚度的狀況下,聚合電池是有顯著優(yōu)勢的。與此相似,筆記本電腦、藍(lán)牙耳機、小靈通手機、移動DVD等電器都在向移動、便攜化方向展開,都配上了液晶顯示,而且功用在不斷增多,液晶屏幕在不斷增大。這些都給聚合物鋰離子電池供給了一些機會。
聚合物鋰離子電池在全球技術(shù)老到并商業(yè)化現(xiàn)已2年多時間了,雖然銷量正在快速增長,但其商場份額還在10%左右,和液態(tài)鋰電90%的商場份額無法比較,大大低于人們的預(yù)期。因為各種原因,現(xiàn)在商場上聚合物的價格遍及要高于液態(tài)鋰電,可是,因為移動電器的競賽方式正在悄悄地發(fā)作改變,特別是聚合物電池給移動電器帶來的規(guī)劃價值立異(如4mm厚度以下的優(yōu)越功用、大型規(guī)范電池),聚合物電池正被越來越多的手機、移動DVD等規(guī)劃人員所知道,因此聚合物廠商仍是信心十足,堅信聚合物的年代必定會到來。
5優(yōu)缺點利益
1.單體電池的作業(yè)電壓高達3.6v~3.8v遠(yuǎn)高于鎳氫和鎳鎘電池的1.2V電壓。
2.容量密度大,其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5倍,或者更高。
3.自放電小,在放置很長時間后其容量丟失也很小。
4.壽數(shù)長,正常運用其循環(huán)壽數(shù)可抵達500次以上。
5.沒有回憶效應(yīng),在充電前不必將剩下電量放空,運用便利。
6.安全功用好
聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上選用鋁塑軟包裝,有別于液態(tài)電芯的金屬外殼,一旦發(fā)作安全隱患,液態(tài)電芯簡略爆炸,而聚合物電芯最多只會氣鼓。
7.厚度小,能做得更薄
超薄,電池能夠組裝進信用卡中。一般液態(tài)鋰電選用先定制外殼,后塞正負(fù)極村料的辦法,厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸,聚合物電芯則不存在這一問題,厚度可做到1mm以下,契合時下手機需求方向。
8.分量輕
選用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來作為保護外包裝。聚合物電池分量較相等容量規(guī)范的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。
9.容量大
聚合物電池較相等規(guī)范規(guī)范的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%,成為彩屏手機及彩信手機的首選,現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機也大多選用聚合物電芯。
10.內(nèi)阻小
聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小,現(xiàn)在國產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至能夠做到35mΩ以下,極大的減低了電池的自耗電,延伸手機的待機時間,徹底能夠抵達與世界接軌的水平。這種支撐大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的志趣挑選,成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。
11.形狀可定制
制造商不必局限于規(guī)范外形,能夠經(jīng)濟地做成適宜的巨細(xì)。聚合物電池可依據(jù)客戶的需求增加或削減電芯厚度,開發(fā)新的電芯類型,價格便宜,開模周期短,有的甚至能夠依據(jù)手機形狀量身定做,以充分運用電池外殼空間,進步電池容量。
12.放電特性佳
聚合物電池選用膠體電解質(zhì),比較液態(tài)電解質(zhì),膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電渠道。
13.保護板規(guī)劃簡略
因為選用聚合物材料,電芯不起火、不爆炸,電芯本身具有足夠的安全性,因此聚合物電池的保護線路規(guī)劃可考慮省掉PTC和保險絲,然后節(jié)省電池本錢。
缺點
1.電池本錢高,電解質(zhì)系統(tǒng)提純困難。
2.需求保護線路操控,過充或者過放都會使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到損壞,然后嚴(yán)重影響電池的壽數(shù)。
6功用研討對均聚物聚偏氟乙烯(PVdF)、偏氟乙烯與六氟丙烯的二元共聚物(PVdF-HFP)分別作為聚合物鋰離子電池骨架材料的功用進行了比照研討。研討結(jié)果表明,選用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手法,可使PVdF作為聚合物鋰離子電池的骨架材料取得比PVdF-HFP共聚物更為優(yōu)秀的功用。