聚合物鋰電池概況

根據(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)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池或塑料鋰離子電池。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態(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，負極為石墨，電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替，這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。

分類

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)率高，可在常溫下使用。

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)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子導(dǎo)電率，使電池可在常溫下使用。

聚合物由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)，與液態(tài)鋰離子電池相比，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優(yōu)點，因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而可以改善整個電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子（PolymerLithium-IonBattery）電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點。因此，聚合物電池在市場占有會逐漸增多。

特點

聚合物鋰離子電池具有以下特點：

①塑形靈活性；②更高的質(zhì)量比能量（3倍于MH-Ni電池）；③電化學(xué)穩(wěn)定窗口寬，可達5V；④完美的安全可靠性；⑤更長循環(huán)壽命，容量損失少；⑥體積利用率高；

聚合物鋰電池原理

離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLB）兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負極采用鋰—碳層間化合物LixC6，典型的電池體系為：

（-）C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2（+）

正極反應(yīng)（還原反應(yīng)）：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2-----------（2．1）

負極反應(yīng)（氧化反應(yīng)）：LixC6-xe-=6C+xLi+-----------（2．2）

電池總反應(yīng)：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C-----------（2．3）

聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構(gòu)造包括有正極、負極與電解質(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(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)使用液體或膠體電解液，因此需要堅固的二次包裝來容納可燃的活性成分，這就增加了重量，另外也限制了尺寸的靈活性。

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，大大提高了電池造型設(shè)計的靈活性，從而可以配合產(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提供了一些設(shè)計靈活性和適應(yīng)性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了20%，其容量、與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池，有一些改善。

聚合物電池更好，鋰電池現(xiàn)在幾乎面臨淘汰，鋰電池是以金屬鋰作為負極。最早的是鋰—二氧化錳電池，反應(yīng)方式是氧化還原反應(yīng)Li+MnO2=LiMnO2。鋰金屬電池電壓大概在3.0~3.6作用，看正極材料決定。現(xiàn)在鋰金屬電池主要還是用于紐扣電池上，其他都已被鋰聚合物電池或鋰離子電池代替。應(yīng)為鋰是比鈉還活潑的金屬，極易容易失去電池，也就是極易發(fā)生氧化反應(yīng)。鈉就不用說了，連水中的氫都可以置換出來，鋰電池幾乎遇到空氣就反應(yīng)了，以前經(jīng)常可以看到野外用鋰電池取火，就是把電池打爛，里面的鋰和空氣反應(yīng)放出巨大的熱，可見鋰電池是多危險。

鋰離子電池和鋰電池不同的是不含金屬鋰，鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。聚合物電池其實就是鋰離子電池的一種，原理和鋰離子電池一樣。與鋰離子電池不同的是，里面的電解液被電解質(zhì)代替，所以更安全，體積可以更小。