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        聚合物鋰離子電池基礎知識

        作者: 時間:2018-09-07 來源:網絡 收藏

        5展望

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201809/388642.htm

        目前手機有以下幾個發展趨勢:

        (1) 手機本身向小型化、薄化方向發展,以方便消費者的攜帶;

        (2) 手機設計的個性化,表現在設計理念已經不再是原來方方正正的形狀,不規則形狀、曲線、弧面設計成為手機設計美學化的主流;[4]

        (3) 使用彩屏、手機功能的不斷增加。為了使手機小型化,電池減小、減薄是一個最有效的途徑。4mm以下厚度電池有成為薄型手機配置的主流趨勢,從性價比來講,這是聚合物的特長。不規則形狀、曲線、弧面設計造型的手機給電池留下的有效空間變成了不規則形狀。液態的長方型不能有效利用空間,容量較低,而疊片式聚合物可以將這種不規則空間最有效地利用起來,使容量放大。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使用相應規格的液態電池容量增加20%以上。手機功能越來越多,導致耗電越來越多。要求電池容量相應地增加。在不增加電池厚度的情況下,聚合電池是有明顯優勢的。與此相似,筆記本電腦、藍牙耳機、小靈通手機、移動DVD等電器都在向移動、便攜化方向發展,都配上了液晶顯示,而且功能在不斷增多,液晶屏幕在不斷增大。這些都給聚合物鋰離子電池提供了一些機會。[5]

        聚合物鋰離子電池在全球技術成熟并商業化已經2年多時間了,雖然銷量正在快速增長,但其市場份額還在10%左右,和液態鋰電90%的市場份額無法相比,大大低于人們的預期。由于各種原因,目前市場上聚合物的價格普遍要高于液態鋰電,但是,由于移動電器的競爭模式正在悄悄地發生變化,特別是聚合物電池給移動電器帶來的設計價值創新(如4mm厚度以下的優越性能、大型規格電池),聚合物電池正被越來越多的手機、移動DVD 等設計人員所認識,因而聚合物廠商還是信心十足,堅信聚合物的時代一定會到來。[6]

        6優缺點

        優點

        1. 單體電池的工作電壓高達3.6v~3.8v 遠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損失也很小。

        4. 壽命長,正常使用其循環壽命可達到500 次以上。

        5. 沒有記憶效應,在充電前不必將剩余電量放空,使用方便。

        6.安全性能好

        聚合物鋰電池在結構上采用鋁塑軟包裝,有別于液態電芯的金屬外殼,一旦發生安全隱患,液態電芯容易爆炸,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。普通液態鋰電采用先定制外殼,后塞正負極材料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技術瓶頸,聚合物電芯則不存在這一問題,厚度可做到1mm以下,符合時下手機需求方向。

        8.重量輕

        采用聚合物電解質的電池無需金屬殼來作為保護外包裝。聚合物電池重量較同等容量規格的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。

        9.容量大

        聚合物電池較同等尺寸規格的鋼殼電池容量高10~15%,較鋁殼電池高5~10%,成為彩屏手機及彩信手機的首選,現在市面上新出的彩屏和彩信手機也大多采用聚合物電芯。

        10.內阻小

        聚合物電芯的內阻較一般液態電芯小,目前國產聚合物電芯的內阻甚至可以做到35mΩ以下,極大的減低了電池的自耗電,延長手機的待機時間,完全可以達到與國際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇,成為最有希望替代鎳氫電池的產品。

        11.形狀可定制

        制造商不用局限于標準外形,能夠經濟地做成合適的大小。聚合物電池可根據客戶的需求增加或減少電芯厚度,開發新的電芯型號,價格便宜,開模周期短,有的甚至可以根據手機形狀量身定做,以充分利用電池外殼空間,提升電池容量。

        12.放電特性佳

        聚合物電池采用膠體電解質,相比液態電解質,膠體電解質具有平穩的放電特性和更高的放電平臺。

        13.保護板設計簡單

        由于采用聚合物材料,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設計可考慮省略PTC和保險絲,從而節約電池成本。[7]

        缺點

        1. 電池成本高,電解質體系提純困難。

        2. 需要保護線路控制,過充或者過放都會使電池內部化學物質的可逆性遭到破壞,從而嚴重影響電池的壽命。

        7性能研究

        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性能進行了對比研究。研究結果表明,采用適當的技術手段,可使PVdF作為聚合物鋰離子電池的骨架材料獲得比PVdF-HFP共聚物更為優良的性能。


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