聚合物鋰電池與液體鋰電池怎么分辨?
鋰電池有聚合物鋰電池與液體鋰電池之分,那怎么分辨呢?聚合物鋰電池與液體鋰電池的區(qū)別和優(yōu)勢又在哪里呢?
其實(shí)比較簡單的方法是有一些是可以直接從外觀辨別的。一般聚合物鋰電池是沒有制鐵的外殼保護(hù)的,都有一定的軟度的。液體鋰電池一般是有硬外殼保護(hù)的,比如市面上的18650鋰電池。
有一個(gè)大家是要注意的:18650是指電池的直徑為18mm,長度為65mm,圓柱體型的電池。雖然市面上的18650大多為液體鋰電,但任何以“聚合物鋰電比18650更安全XX”一類的說法都是錯(cuò)誤的。
兩者的工作原理是一樣的,都是通過鋰離子嵌入、脫嵌的過程實(shí)現(xiàn)充放電,其中鋰離子嵌入負(fù)電極為充電,鋰離子從負(fù)電極脫嵌為放電。
從上圖我們可以看到,鋰電池包含正極、負(fù)極以及電解質(zhì)(填充在兩級之間的物質(zhì))三項(xiàng)最基本的要素,當(dāng)然這中間還有防止正負(fù)極直接接觸的隔膜(當(dāng)然鋰離子是可以順利通過的,隔膜不好會(huì)短路導(dǎo)致爆炸哦);而液體鋰離子電池與聚合物鋰離子電池之間,最主要的區(qū)別是:
1.材料上的不同:聚合物鋰電池中,上述的三項(xiàng)基本要素至少要有一項(xiàng)采用了高分子材料,例如電解質(zhì)溶液換成了聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等。
2.電解質(zhì)形態(tài)上的不同:液態(tài)鋰離子電池大多采用液態(tài)有機(jī)溶劑+導(dǎo)電鹽,而聚合物鋰電池則把這些電解質(zhì)換成了膠體/固體(具體成分看電池型號)。
聚合物鋰電池與液體鋰電池的簡單對比:
液態(tài)鋰電池能量密度(Wh/L)>300~280可定制程度(形狀)靈活較難,重量較重(需要金屬保護(hù)殼)。聚合物鋰電池能量密度定制的會(huì)更高,外形設(shè)計(jì)更靈活,可以是任何形狀的,重量較輕。
1.能量密度:能量密度越大,單位體積能擁有的容量更多。聚合物鋰電通過對負(fù)極(陽極)、隔膜等材料/厚度的改進(jìn),能量密度如今已達(dá)600Wh/L+。
2.可定制程度:聚合物鋰電在形狀上更容易做到輕薄化,加上無需使用金屬保護(hù)殼包裹,所以更容易定制成各種形狀。
3.重量:液態(tài)鋰電池較重,聚合物鋰電池較輕,相同的體積。
4.安全性:鋰電在極端情況下(例如過充/高溫),內(nèi)部會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體,此時(shí)液體鋰電因?yàn)橛薪饘贇さ陌?,?dāng)內(nèi)部壓強(qiáng)相當(dāng)大時(shí)外殼就會(huì)發(fā)生破裂爆炸,而聚合物鋰電由于僅采用包裝鋁膜進(jìn)行包裹(或塑料殼),只要內(nèi)部壓強(qiáng)稍高就會(huì)膨脹或者破裂,不會(huì)引起爆炸。但需要注意的是無論液體鋰電還是聚合物鋰電在極端情況下都能發(fā)生燃燒。
5.成本:除了在材料成本上聚合物鋰電比液體鋰電更高之外,由于聚合物鋰電可定制程度更高,所以在設(shè)計(jì)、制造的過程中會(huì)產(chǎn)生更多的費(fèi)用,例如各種定制的工裝夾具、測試設(shè)備等等,導(dǎo)致聚合物鋰電的成本比形狀標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)則的液體鋰電更高。
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