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加入凝膠電解質(zhì)以后,鋰離子聚合物電池和一般鋰離子電池又有什么不同呢?雖然這兩種電池在性能表現(xiàn)上非常相似,但是鋰離子聚合物作為固態(tài)電解質(zhì)替代了多孔隔膜。凝膠電解質(zhì)只是增加了離子電導(dǎo)。聚合物鋰離子電池并沒有像一些分析家預(yù)測的那樣流行。它的性和低制造成本還沒有被認識到。因為其容量并沒有得到提高,實際上,容量比標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池還有輕微減少。聚合物鋰離子電池的市場在超薄幾何形狀電源的應(yīng)用上,例如信用卡電源等類似的應(yīng)用。
當(dāng)前的聚合物多是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,當(dāng)內(nèi)部采用有機電解質(zhì)時,即使液體很熱也不爆炸,因為鋁塑膜聚合物電池采用固態(tài)或膠態(tài)而無漏液,只是自然破裂。但是任何事情都不是的,如果瞬間電流足夠大,發(fā)生短路,則電池自燃或爆裂并非不可能,手機和平板電腦安全事故的發(fā)生多由這種情況引起。
聚合物電池的固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低,目前重要是加入了一些添加劑使其成為凝膠電解質(zhì),以改善電導(dǎo)率。這也只是新增了離子電導(dǎo),不似鋰離子電池的電導(dǎo)率保持一個穩(wěn)定的值,而不會受輔助材料質(zhì)量的影響。聚合物電池的容量并無有效提升,與標(biāo)準(zhǔn)容量的鋰離子電池相比還有所減少。
聚合物鋰電池的特點
1、單體電池的工作電壓高達3.6v~3.8v遠鎳氫和鎳鎘電池的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,在放置很長時間后其容量損失也很小。
4、壽命長,正常使用其循環(huán)壽命可達到500次以上。
5、沒有記憶效應(yīng),在充電前不必將剩余電量放空,使用方便。
6、安全性能好
聚合物鋰電池膨脹的原因
封裝不良:制作過程中空氣水分進入電芯內(nèi)部,引起電解液分解產(chǎn)生氣體。
電芯含水超標(biāo):在工序過程中,一旦水含量超標(biāo),電解液會失效產(chǎn)生氣體。
腐蝕:聚合物軟包鋰電池芯發(fā)生腐蝕,鋁層被反應(yīng)消耗,失去對水的阻隔作用,發(fā)生脹氣。
表面破損:受到外力損壞,刺穿導(dǎo)致水分進入電芯內(nèi)部。鋰金屬暴露在空氣中時,會與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)。
磕碰:鋁材質(zhì)很容易變形,輕輕一磕就會,電芯越大,氣袋越大,就越容易損壞。
短路:正負極接觸導(dǎo)致短路,聚合物鋰電芯發(fā)生鼓氣甚至冒煙。
內(nèi)部短路:聚合物鋰電池隔離膜收縮、捲曲、破損、毛刺刺穿隔離膜等都會造成內(nèi)部斷路,從而鼓包。
過充、過放:聚合物軟包電池被過充或過放,加上保護板異常,電池芯會發(fā)生嚴重鼓氣。
聚合物鋰離子電池在全球技術(shù)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(yù)期。由于各種原因,市場上聚合物鋰電池的價格普遍要液態(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(shè)計價值創(chuàng)新(如4mm厚度以下的性能、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(shè)計人員所認識,因而聚合物鋰電池廠商還是信心十足,堅信聚合物鋰電池的時代一定會到來。可以從手機的發(fā)展看聚合物鋰離子電池的發(fā)展趨勢。特別近兩年來移動電源的發(fā)展得到了市場普遍認可,隨著智能手機的普及耗電量不斷增加,移動電源的出現(xiàn)將會改變聚合物鋰離子電池的劣勢,新一代的移動電源以明能移動電源為代表采用聚合物鋰離子電池,其具備電池容量大等相對優(yōu)點。隨著技術(shù)的完善,會慢慢改進。
鋰電池芯過充到電壓高過4.2V后,會逐漸造成不良反應(yīng)。過充電壓愈高,危險因素也跟隨愈高。鋰電芯電壓高過4.2V后,電池正極材料內(nèi)剩余的鋰原子總數(shù)不上一半,這時存儲格經(jīng)常撐不住,讓電池造成的容積損害。假如再次電池充電,因為負級的存儲格早已裝滿了鋰原子,后面的鋰金屬會沉積于電池正極材料表面。這種鋰原子會由負級表面往鋰離子電池來的方位冒出網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)晶體。這種鋰金屬結(jié)晶體會透過膈膜,使正負短路故障。有時候在短路故障產(chǎn)生前電池就先發(fā)生爆炸,這是因為在過充全過程,鋰電池電解液等原材料會溶解造成汽體,促使電池機殼或壓閥發(fā)脹裂開,讓O2進來與沉積在負級表面的鋰原子反映,從而發(fā)生爆炸。
對鋰離子電池電池的維護,至少要包括:電池充電電壓限制、放電電壓低限、及電流量限制三項。一般鋰電池同組,除開鋰電池芯外,都會出現(xiàn)一片鋰電池保護板,那片鋰電池保護板關(guān)鍵便是給予這三項維護。可是,鋰電池保護板的這三項維護顯而易見是遠遠不夠的,全世界鋰電池爆炸事故或是再傳。要電池系統(tǒng)軟件的安全系數(shù),務(wù)必對電池爆炸的原因,開展更細致的剖析。
聚合物電池的極片上面有卡粉在倒絲機成電池及其注液后,卡粉會在電池中伴隨著鋰電池電解液的活動而健身運動,運動到一些非常容易出問題的地區(qū),例如隔膜有缺陷的地區(qū),將有可能導(dǎo)致電池發(fā)生微短路,自放電大等問題。聚合物電池的極片壓片糖果薄厚達不上規(guī)定,先會導(dǎo)致電池的壁厚達不上規(guī)定,另處,極片壓片糖果薄厚不一樣,活性物質(zhì)中的微孔板也會不一樣,那樣注液時極片消化吸收的鋰電池電解液量不一樣,會導(dǎo)致電池特性的區(qū)別。
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