一．前言

自1991年Sony公司開發鋰離子電池上市以來，鋰離子電池以其高比能密度何使用壽命長而受到重視，發展迅速。美國、韓國和臺灣等地區也重點發展鋰離子電池。近幾年來，鋰二次電池發展迅猛，試圖取代鎘鎳和氫鎳電池，其中采用聚合物（高分子材料）作電極和電解質材料的研究開發尤為引人注目。

二．電池的電極材料

2.1正極材料

1)鋰正極材料：主要有LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2

2)聚合物正極材料：主要是雜環聚合物如聚砒咯（ppy）、聚噻吩（pTh）及其衍生物

2．2負極材料

（1）碳材料：要為天然石墨、焦碳和碳纖維等

（2）基于氧化錫的負極材料：利用SnO、SiO2和少量的Al2O3、B2O3、p2O3等的混合物在氬氣氛圍下逐漸升溫到1000℃或略高溫度下加熱12h，可制得含二價錫的混合氧化物。

三．電解質

最近的20年，離子傳導性較高的高分子材料倍受關注。1973年，Wright等首次發現了聚氧乙烯（pEO）與堿金屬鹽配位具有離子導電性。1978年，Armand提出pEO/堿金屬鹽配合物作為帶有堿金屬電極的新型可充電電池的離子導體，這一建議使得高分子固體電解質成為高分子研究領域20年來非常引人注目的熱門課題。高分子固體電解質的特點是具有比較高的離子導電性，較寬電位的同時，還具有易薄膜成形、柔軟、質輕、有彈性、透明等優點，是含有離子傳導性的無機玻璃類固態電解質所無法實現的。

3.1聚合物/鹽復合物電解質

pEO和鋰鹽配位的高分子固體電解質（SpE）

3.2共聚物/鹽復合物電解質

（1）無規共聚醚

主要有兩種結構：一種是氧乙烯-氧亞甲基結構，另一種是氧乙烯-氧丙烯（EO-pO）無規共聚物

（2）梳狀共聚物

結構：分子量的聚醚鏈嫁接在高聚物(Tg較低)的主鏈上,

（3）嵌段共聚物

結構：氧亞甲基連接的聚苯乙烯-聚氧乙烯-聚苯乙烯三嵌段聚合物

（4）網絡結構聚合物

主要有兩種制作方法：一種是無機高分子上連接聚醚支鏈，形成兩相結構，即無機支持相和有機導電相；另一種方法是通過不飽和聚醚（大分子單體）進行聚合交聯，生成網絡結構高分子電解質。

3.3聚合物/無機物共混復合物

無機微粒攙入高分子電解質中制備高分子-陶瓷復合電解質

3.4乳膠粒子/鹽復合電解質

不同性能的乳膠粒子制備出一系列的兩相結構的高分子固體電解質，有兩種方法：

1）丁苯橡膠（SBR）和丁氰橡膠（NBR）乳膠粒子

2）以橡膠態、非極性的聚丁二烯（pB）為核，以極性、玻璃態的聚乙烯吡咯烷酮（pVp）為殼，合成具有核殼結構的復合乳膠粒子

3.5聚合物凝膠/鹽復合電解質

凝膠型CpE為電解質

四．聚合物鋰離子電池與液態鋰離子電池的區別

聚合物鋰離子電池與液態鋰離子電池最根本的區別在于二者所采用的電解質不同。聚合物鋰電池的電解質從外觀上看為固態，稱為聚合物固體電解質。這種電解質是一類處于固體狀態，但能像液體那樣溶解支持電解質，并能發生離子遷移現象的高分子材料。

五.聚合物鋰離子電池的八大優勢

1.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。

2.厚度小，能做得更薄

普通液態鋰電采用先定制外殼，后塞正負極村料的方法，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。

3.重量輕

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%。

4.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。

5.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。

6.形狀可定制

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。

7.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。

8.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。