什么是聚合物電池

什么是聚合物電池

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，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質的不同, 鋰離子電池使用的是液體電解質, 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替, 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膠體電解質。聚合物鋰離子電池可分為三類：
?? （1）固體聚合物電解質鋰離子電池。電解質為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導率低，適于高溫使用。
?? （2）凝膠聚合物電解質鋰離子電池。即在固體聚合物電解質中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導率，使電池可在常溫下使 用。
?? （3）聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導電聚合物作為正極材料，其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是最新一代的鋰離子電池。由于用固體電解質代替了液體電解質,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，也不會產生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題，因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼，從而可以提高整個電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50％以上。此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高?；谝陨蟽?yōu)點，聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。
??? 聚合物鋰離子的發(fā)展趨勢展望
??? 聚合物鋰離子電池在全球技術成熟并商業(yè)化已經(jīng)2年多時間了，雖然銷量在快速增長，但其市場份額尚低于10%，與液態(tài)鋰電90%的市場份額無法相比，大大低于人們的預期。由于各種原因，目前市場上聚合物的價格普遍要高于液態(tài)鋰電，但是，由于移動電器的競爭模式正在悄悄地發(fā)生變化，特別是聚合物電池給移動電器帶來的設計價值創(chuàng)新（如4mm厚度以下的優(yōu)越性能、大型規(guī)格電池），聚合物電池正被越來越多的手機、移動DVD等設計人員所認識，因而聚合物廠商還是信心十足，堅信聚合物的時代一定會到來?？梢詮氖謾C的發(fā)展看聚合物鋰離子電池的發(fā)展趨勢。目前手機有以下幾個發(fā)展趨勢：
?? (1) 手機本身向小型化、超薄化方向發(fā)展，以方便消費者的攜帶；
?? (2) 手機設計的個性化，表現(xiàn)在設計理念已經(jīng)不再是原來方方正正的形狀，不規(guī)則形狀、曲線、弧面設計造型成為手機設計美學化的主流；
?? (3) 使用彩屏、手機功能的不斷增加。為了使手機小型化，電池減小、減薄是一個最有效的途徑。4mm以下厚度電池有成為薄型手機配置的主流趨勢，從性價比來講，這是聚合物的特長。不規(guī)則形狀、曲線、弧面設計造型的手機給電池留下的有效空間變成了不規(guī)則形狀。液態(tài)的長方型不能有效利用空間，容量較低，而疊片式聚合物可以將這種不規(guī)則空間最有效地利用起來，使容量放大。最近TCL金能公司推出的圓弧型電池、梯形電池、背包電池能使手機比使用相應規(guī)格的液態(tài)電池容量增加50%以上。手機功能越來越多，導致耗電越來越多。要求電池容量相應地增加。在不增加電池厚度的情況下，聚合電池是有明顯優(yōu)勢的。與此相似，筆記本電腦、藍牙耳機、小靈通手機、移動DVD等電器都在向移動、便攜化方向發(fā)展，都配上了液晶顯示，而且功能在不斷增多，液晶屏幕在不斷增大。這些都給聚合物鋰離子電池提供了無限的商機。

鋰聚合物電池的結構
　　圖3示出一種積層型鋰聚合物電池的結構。這是將正極（LiCoO2）/凝膠型聚合物電解質/碳和石墨系電池組分鋸齒型彎曲或疊加成平板、用鋁積層包封的電池結構。
　　人們正在研究用Ni系或Mn系材料作為正極活性物的聚合物電池，但還達不到實用化水平。負極活性物是具有平坦放電電壓曲線的石墨系和具有平穩(wěn)放電斜率的硬碳系材料?，F(xiàn)在問世的鋰聚合物電池只有兩種規(guī)格：厚度為1.5mm、容量為175mAh和攜帶電話用的厚度為3.6mm、容量為500mAh的電池。