聚合物锂电池与锂离子电池 聚合物电池和锂电池对比

小编 2024-11-27 锂离子电池 23 0

聚合物电池和锂电池对比

导读

锂电池的概念使用非常频繁,稍加留意,我们会发现用这个概念其实是有广义、较狭义和狭义三种区别的。

锂电池的概念使用非常频繁,稍加留意,我们会发现用这个概念其实是有广义、较狭义和狭义三种区别的。

广义的锂电池包括锂原电池和锂离子电池;由于锂离子电池比锂原电池应用更广,所以锂电池在较狭义上通常是指锂离子电池;在锂离子电池内部又有两种分类:聚合物锂离子电池和液态锂离子电池,因为质量更大、应用更多的是液态锂离子电池,所以锂电池的狭义理解就是指液态锂离子电池,而聚合物锂离子电池又叫锂聚合物电池,人们习惯上简称为聚合物电池。

如果在广义和较狭义的意思上比较锂聚合物电池和锂电池的区别,那么,唯一的就是种概念和属概念的关系,锂聚合物电池被包含于锂电池。

因此,具有比较意义的就是狭义层面上的比较:即聚合物电池和液态锂离子电池的比较,基于此,以下用锂电池代指液态锂离子电池。

1、根本区别是原材料

这是二者各种不同表现的总根源。聚合物电池是指在正极、负极或电解质三大组件中至少有一项使用高分子材料。高分子的意思是分子量大,与其相对应的概念是小分子,高分子具有高强度、高韧性和高弹性。目前研发的聚合物电池高分子材料主要用于正极与电解质。

①聚合物电池正极材料除了采用锂电池的无机化合物,还可以采用导电高分子聚合物;

②、聚合物电池的电解质有高分子电解质(固态或胶态)和有机电解液,锂电池使用电解液(液体或胶体)

2、塑形区别

聚合物电池可以做到薄形化、任意面积化和任意形状化,原因在于其电解质可固态可胶态而非液态,锂电池则采用电解液,需要一个坚固的外壳作为二次包装容纳电解液。因此,这也使得锂电池增加了一部分重量。

3、安全性方面

当前的聚合物多是软包电池,采用铝塑膜做外壳,当内部采用有机电解质时,即使液体很热也不爆炸,因为铝塑膜聚合物电池采用固态或胶态而无漏液,只是自然破裂。但是任何事情都不是绝对的,如果瞬间电流足够大,发生短路,则电池自燃或爆裂并非不可能,手机和平板电脑安全事故的发生多由这种情况引起。

4、电芯电压

由于聚合物电池采用高分子材料,可在电芯里做成多层组合达到高电压,而锂电池电芯标称容量是3.6V,要想在实际运用中达到高电压,则需要将多个电芯串联在一起才能形成理想的高电压工作平台。

如果用以上几个特点对比聚合物电池和锂电池哪个好,那么结论就是一定的,然而,在市场上还是锂电池的应用占主体地位,这说明锂电池也有相对优势,我们继续比较下去。

5、导电性

聚合物电池的固态电解质离子电导率低,目前主要是加入了一些添加剂使其成为凝胶电解质,以改善电导率。这也只是增加了离子电导,不似锂电池的电导率保持一个稳定的值,而不会受辅助材料质量的影响。

6、容量

聚合物电池的容量并无有效提升,与标准容量的锂电池相比还有所减少。

7、制造工艺

聚合物电池越薄越好生产,锂电池越厚越好生产,这使得锂电池在应用上可拓展领域更多。

8、价格

这是决定二者市场容量的关键因素,目前,市场上聚合物电池价格普遍高于锂电池,这影响到二者的市场容量,前者与后者之比是1:9。

很难绝对的说聚合物电池和锂电池哪个好,它们各有千秋,如果非要说个结论,则聚合物电池在小型应用上多些,而锂电池在大型应用上更有前途,如果聚合物电池能够突破价格和设计的局限性,或许代表了电池发展趋势,因其环保和安全性更符合潮流。

来源 | 电子产品世界

锂离子和锂聚合物电池:它们的区别及优缺点

锂离子(Li-ion)电池一直是智能手机和各种其他便携式设备的首选动力。但是,现在大多数智能手机通常采用的是锂聚合物(Li-poly)电池,它正逐渐取代锂离子电池成为主流。然而,是什么导致这一趋势的出现呢?锂离子电池和锂聚合物电池之间有什么区别,以及它们的优缺点都有哪些是我们应该了解的知识。

在搞清楚它们的区别及优缺点之前,我们首先要弄明白它们的工作原理。锂离子电池是行业的老牌主力军,该技术的开发早在1912年就开始了,但直到1991年被索尼采用才得到普及。从那时起,锂离子电池已经为各种小设备提供了动力,比如便携式相机、音乐播放器和智能手机。

锂离子电池之所以如此成功,部分原因在于它的能量密度非常高,不像以前的电池技术那样存在 "记忆效应"(即电池随着时间的推移变得更难充电),而且其生产成本相对便宜。

锂离子电池由两个正负电极构成,由碳酸乙烯或碳酸二乙酯等液体化学电解液隔开。这种电池的化学成分限制了它的形状多为矩形。锂离子电池的容量会随着充电周期减少,甚至在不使用时也会放电,这并不理想。而更糟糕的是,化学电解液在极端温度下或如果被刺破,会变得不稳定,导致 "热失控 "和起火。不过这种情况非常少见,因为电子控制器通常会调节充电和放电功率,以防止电池过热。

锂聚合物电池技术比锂离子电池更先进。它直到20世纪70年代才出现,近些年才被装进智能手机。例如,三星在Galaxy S20系列中才改用锂聚合物,而其他厂商使用该技术的时间更早一些。并且三星在Galaxy Note 20系列上又用回了锂离子。

锂聚合物技术同样使用正负电极,但使用的是干燥的固体、多孔化学或凝胶状电解质,而不是液体。因此,聚合物电池可以提供更低矮的外形、灵活和更坚固的设计,并且电解质泄漏导致热失控的几率更低。简而言之,它们更安全。

这种技术一个主要的缺点是制造成本明显较高。锂聚合物的生命周期也较短,电池储存的能量也比同等大小的锂离子电池少。这些电池也仍然需要依靠保护电路,使电压也在安全范围内运行。

两种类型的电池都有其优点和缺点。一般来说,锂离子电池的容量最大,价格更低。锂离子电池的缺点是会逐渐自放电,但对于一直开机的手机来说,这并不是太重要,而且安全问题的可能性很小,但不是零。

相比之下,锂聚合物电池更安全。这在现在快充电技术快速发展的时代尤为重要。这种电池的自放电程度也很低,所以在你不用的时候也不会掉很多电。不过,这也带来了较高的价格、较短的寿命和较低的容量密度。虽然,锂聚合物电池的轻量化特性,使得电池的能量密度整体较好。

总的来说,由于锂聚合物优越的安全性、外形通用性和重量属性,使得它在在高端和中端设备中得以广泛应用,而锂聚合物电池在智能手机行业正在慢慢取代锂离子电池。

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