聚合物锂电池的原理以及详细构成


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    根据锂离子电池所用电解质材料的不同,锂离子电池分为液体锂离子电池和聚合物锂离子电池或塑料锂离子电池。聚合物锂离子电池使用的正负极材料与液态锂离子相同。正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料。负极是石墨,电池的工作原理也是基本的。一致。它们之间的主要区别在于电解质的不同。液体锂离子电池使用液体电解质,而聚合物锂离子电池则被固体聚合物电解质所取代。这种聚合物可以是“干的”或“胶体的”。是的,他们中的大多数目前使用聚合物凝胶电解质。

固态聚合物电解质锂离子电池电解质是聚合物和盐的混合物。这种电池在常温下具有高离子电导率,可在常温下使用。

凝胶凝胶聚合物电解质锂离子电池是在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂,以提高离子电导率,使电池可在常温下使用。

由于聚合物使用固体电解质代替液体电解质,与液体锂离子电池相比,聚合物锂离子电池具有更薄、任意面积、任意形状的优点,因此可以采用铝塑复合膜制作电池外壳,可以提高整个电池的比容量;聚合物锂离子电池也可以使用聚合物作为正极材料,其质量比能量将比目前的液态锂离子电池高出20%以上。聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery)电池具有小型化、薄型化、轻量化的特点。因此,聚合物电池的市场份额将逐渐增加。

聚合物锂离子电池具有以下特点:

①成型灵活性;②更高的质量比能量(MH-Ni电池的3倍); ③电化学稳定窗口宽,最高可达5V; ④完美的安全性和可靠性; ⑤循环寿命更长,容量损失更小; ⑥体积利用率高;

离子电池目前分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。其中,液态锂离子电池是指以Li 插层化合物为正负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4,负极采用锂碳插层化合物LixC6。典型的电池系统是:

(-) C | LiPF6—EC DEC | LiCoO2 ( )

正极反应(还原反应):Li1-xCoO2 xLi xe-=LiCoO2----------- (2.1)

负极反应(氧化反应):LixC6-xe-=6C xLi ----------- (2.2)

电池总反应:Li1-xCoO2 LixC6=LiCoO2 6C----------- (2.3)

聚合物锂离子电池的原理与液态锂相同,但主要区别在于电解液与液态锂不同。电池的主要结构包括正极、负极和电解液三个要素。所谓聚合物锂离子电池,是指这三种主要结构中至少有一种或多种采用聚合物材料作为主要电池体系。在目前正在开发的聚合物锂离子电池系统中,聚合物材料主要用于正极和电解液。正极材料包括一般锂离子电池使用的导电聚合物或无机化合物,而电解质可以使用固体或胶体聚合物电解质,或有机电解质。通用锂离子技术该技术使用液体或胶体电解质,因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分,这会增加重量并限制尺寸的灵活性。

新一代聚合物锂离子电池,外形更薄(最薄的ATL电池可达0.5mm,相当于一张卡片的厚度),任意面积,任意形状,大大提高了电池外形设计的灵活性该器件的功率可满足产品要求,可制成任意形状和容量的电池,为设备开发人员提供了一定的电源解决方案设计灵活性和适应性,以最大限度地优化其产品性能。同时,聚合物锂离子电池的单位能量比目前一般锂离子电池高20%,容量和环境性能优于锂离子电池。