聚合物鋰電池原理,電動(dòng)車為什么要采用聚合物鋰電池
來(lái)源:存能電氣 日期:2019-06-06 15:30 瀏覽量:次
聚合物鋰電池原理,電動(dòng)車為什么要采用聚合物鋰電池?鋰電池具有重量輕、儲(chǔ)能高、功率大、無(wú)污染等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。它的研究和生產(chǎn)取得了很大的進(jìn)展。聚合物鋰電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源,已成為電動(dòng)汽車發(fā)展的新趨勢(shì)。那聚合物鋰電池原理是什么?電動(dòng)車為什么要采用聚合物鋰電池?請(qǐng)接著看下文。
聚合物鋰電池原理
鋰電池目前有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類。其中,液態(tài)鋰電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,負(fù)極采用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6。
聚合物鋰電池的原理與液態(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(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。所謂的聚合物鋰電池是說(shuō)在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)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(kāi)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(wú)機(jī)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(jī)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(jiān)固的二次包裝來(lái)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。
聚合物鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
1.單體電池的工作電壓高達(dá)3.6v~3.8v遠(yuǎn)高于鎳氫和鎳鎘電池的1.2V電壓。
2.容量密度大,其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5倍,或者更高。
3.自放電小,在放置很長(zhǎng)時(shí)間后其容量損失也很小。
4.壽命長(zhǎng),正常使用其循環(huán)壽命可達(dá)到500次以上。
5.沒(méi)有記憶效應(yīng),在充電前不必將剩余電量放空,使用方便。
6.安全性能好
聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝,有別于液態(tài)電芯的金屬外殼,一旦發(fā)生安全隱患,液態(tài)電芯容易爆炸,而聚合物電芯最多只會(huì)氣鼓。
7.厚度小,能做得更薄
超薄,電池能夠組裝進(jìn)信用卡中。普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼,后塞正負(fù)極材料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸,聚合物電芯則不存在這一問(wèn)題,厚度可做到1mm以下,符合時(shí)下手機(jī)需求方向。
8.重量輕
采用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來(lái)作為保護(hù)外包裝。聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。
9.容量大
聚合物電池較同等尺寸規(guī)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(jī)及彩信手機(jī)的首選,現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電芯。
10.內(nèi)阻小
聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小,目前國(guó)產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下,極大的減低了電池的自耗電,延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間,完全可以達(dá)到與國(guó)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(chǎn)品。
11.形狀可定制
制造商不用局限于標(biāo)準(zhǔn)外形,能夠經(jīng)濟(jì)地做成合適的大小。聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度,開(kāi)發(fā)新的電芯型號(hào),價(jià)格便宜,開(kāi)模周期短,有的甚至可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做,以充分利用電池外殼空間,提升電池容量。
12.放電特性佳
聚合物電池采用膠體電解質(zhì),相比液態(tài)電解質(zhì),膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。
13.保護(hù)板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(hù)線路設(shè)計(jì)可考慮省略PTC和保險(xiǎn)絲,從而節(jié)約電池成本。
缺點(diǎn):
1.電池成本高,電解質(zhì)體系提純困難。
2.需要保護(hù)線路控制,過(guò)充或者過(guò)放都會(huì)使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到破壞,從而嚴(yán)重影響電池的壽命。
電動(dòng)車為什么要采用聚合物鋰電池?
聚合物鋰電池具有重量輕、儲(chǔ)能高、功率大、無(wú)污染等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。它的研究和生產(chǎn)取得了很大的進(jìn)展。聚合物鋰電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源,已成為電動(dòng)汽車發(fā)展的新趨勢(shì)。
聚合物鋰電池技術(shù)的進(jìn)步及其在新興關(guān)鍵市場(chǎng)(電動(dòng)汽車領(lǐng)域)的應(yīng)用在全球掀起了研發(fā)熱潮,聚合物鋰電池必將在電動(dòng)汽車和新能源領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。目前電動(dòng)汽車廣泛使用的鋰離子電池是磷酸鐵鋰電池,具有良好的熱穩(wěn)定性和安全性,價(jià)格相對(duì)較低。這些因素使磷酸鐵鋰電池成為小型電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力電池的首選。但是,在鋰離子電池中,磷酸鋰電池的比能、比功率、工作電壓都相對(duì)較低,而鈷酸鋰、錳酸鋰電池在大型純電動(dòng)汽車的應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)。
聚合物鋰電池工藝中沒(méi)有多余的電解液,因此它更穩(wěn)定,也不易因電池的過(guò)量充電、碰撞或其他損害、以及過(guò)量使用而造成危險(xiǎn)情況。
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