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聚合物锂电池的原理
聚合物锂电池是采用聚合物作电极和电解质材料的一种电池,根据电池正负极采用材料的不同,它又有许多不同类型的聚合物电池。
聚合物电池锂拥有更高能量密度、可小型和薄型化、轻量化、高安全性及低成本,聚合物锂电池在其构造中至少有一项或一项以上使用聚合物材料作为主电池系统。 液态锂离子电池(Li-ion)作为一种高效能源载体被广泛应用于通讯、电子行业,特别是手机、PDA等个人通讯工具上。然而近一两年来,随着通讯技术的飞速发展,手机彩屏技术、彩信技术、蓝牙技术及摄像技术相续出现,对电池的容量、体积、重量及电化学性能等指标提出了更高的要求,传统的液态锂电已越来越不能适应新的需求。新型聚合物锂离子电池(Li-Poly)的出现,迎合了这一需求。聚合物锂电是在原有钢壳、铝壳电池的基础上发展起来的第三代锂离子电池,以其更轻、更薄、能量密度更高的特点,受到国内外通讯终端厂商及设计公司的青睐。聚合物锂离子电池与液态锂离子电池最根本的区别在于二者所采用的电解质不同。聚合物锂电池的电解质从外观上看为固态,称为聚合物固体电解质。这种电解质是一类处于固体状态,但能像液体那样溶解支持电解质,并能发生离子迁移现象的高分子材料。 聚合物锂离子电池外形具高可塑性,且超轻,超薄,高容量,无漏液且高安全性,同时无铅,无汞,无镉等有毒元素,是真正的环保电池,对环境不会带来任何污染。 聚合物电池采用胶体电解质,具有平稳的放电特性和更高的放电平台。并具备高功率的承受力,即使大功率充放,高频度使用,都可快速完成充电过程,完全无记忆效应,电池的充放电效率都在99.8%荷电保持能力强,月荷电保持率大于95%。具备最优良的内部一致性,保证每次“充放”过程的一致性,确保电池最长的整体寿命。 聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装,一旦发生安全隐患,聚合物电芯只会气鼓。 聚合物锂电池在安全性能上还要满足以下条件: 1、短路:不起火,不爆炸 2、过充电:不起火,不爆炸 3、热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min) 4、针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池) 5、平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池) 6、焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池) 聚合物锂电池电化学原理: 聚合物锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,负极采用锂—碳层间化合物LixC6,典型的电池体系为: C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2(+) 正极反应:LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe 负极反应:6C+xLi++xe-=LixC6 电池总反应:LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6 聚合物锂电池安全 聚合物锂电池充电及注意事项: 目前聚合物锂电池的充电方式一般采用恒流恒压充电:电池首先以恒流充电CC,当电池电压升高至一定值(4.2V)时,电压保持不变CV,电路中电流降至很小,最终趋于0。 1、禁止在火旁或很热的地方给电池充电; 2、禁止将电池放入微波炉或高压容器内; 3、禁止在高温下(如强阳光或很热的汽车里)长期使用或许放置电池,否则会引起电池过热、起火或者功能衰退、寿命减少; 4、如有电解液泄漏而接触到皮肤或者其它的部位,应立即用清水冲洗,电解液接触到眼睛立即用清水冲洗后就近就医; 5、禁止使用已经损坏的电池,如出现电解液泄漏或散发电解液气味的电池应远离火源以避免电池着火或爆炸。 |