电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
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锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
聚合物锂电池的寿命有多长?相信绝大部分的消费者都听说过,聚合物锂电池的寿命是500次,500次充放电,超过这个次数,电池就寿终正寝了。
聚合物锂电池寿命究竟有多长时间呢?国际统一标准下,电池的寿命不是通过时间来表示的,而是通过循环次数,也就是完整的放完电算一次,一般的锂电池是在500到800次之间,A品聚合物电池可达800次。所以选择好的电池供应商电池的品质才会得到保证,使用寿命会更长。
聚合物锂电池
依据锂电池所用电解质材料不同,锂电池可以分为液态锂电池(lithiumionbattery,简称为LIB)和聚合物锂电池(polymerlithiumionbattery,简称为LIP)两大类。聚合物锂电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,电池的工作原理也基本一致。它们的紧要差别在于电解液的不同,锂电池使用的是液体电解液,而聚合物锂电池则以胶态聚合物电解液来代替。
一般锂电池在过充、短路等情况时候发生时,电池内部可能出现升温、正极材料分析、负极和电解液材料被氧化等现象,进而导致气体膨胀和电池内压加大,当压力达到一定程度后就可能出现爆炸。而聚合物锂电池因为使用了胶态电解质,不会因为液体沸腾而出现大量气体,从而杜绝了剧烈爆炸的可能。
目前国内的聚合物电池多数仅仅是软包电池,采用铝塑膜做外壳,但电解液并没有改变。这种电池同样可以薄型化,其低温放电特性比聚合物电池更好,而材料能量密度则与液态锂电池、一般聚合物电池基本一致,但因为使用了铝塑膜,因此比一般液态锂电更轻。安全方面,当液体刚沸腾时软包电池的铝塑膜会自然鼓包或破碎,同样不会爆炸。
须留意的是,新型电池仍旧可能燃烧或膨胀裂开,安全方面并非万无一失。
与液态锂电池相比,聚合物锂电池不但安全性高,同时还具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优势,外壳也使用了更轻的铝塑复合薄膜。不过,其低温放电性能可能还有提升的空间。
由于各个厂商加工工艺的不同,市场上的聚合物锂电分为卷绕式(索尼、东芝为代表)、叠片式(TCL、ATL为代表)两种不同结构,但适应于手机需求的规格大都在4mm厚度以下。与液态比较,由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜,比钢壳、铝壳更薄,而且加工方式与液态锂电不同,聚合物越薄越好加工,理论上可以加工出0.5mm以下厚度的电池。
液态锂电正好相反,越厚越好加工,低于4mm厚度的电池很难加工,即使加工出来了,容量分明不如聚合物锂电,成本也没优点。因而,电池越薄,聚合物加工成本越低、液态加工成本越高。
但较厚的规格上,液态锂电供应链成熟,工艺成熟,加工效率高,成品率高,有很强的制造成本优点。从市场来看,5mm、6mm厚度系列的液态锂电池虽然比3mm、4mm厚度系列电池容量高很多,但售价要低很多。聚合物从理论上来讲,在5mm、6mm厚度规格上的材料成本与液态接近,但目前5mm、6mm系列电池的工艺成本要比液态高出很多,因而,要在此规格上与液态真正形成竞争,还有不少距离。
倘若在高温环境中使用锂电池,比如350C以上的温度,电池储存的电量将会继续减少,由此导致电池的使用寿命不会像在常温环境工作中的时间那么长。在这种高温环境下给电池充电,电池将受到很大程度的损伤,由此影响电池的使用寿命。即使在较热环境中充电也会对电池造成不同程度的损伤,因此应当尽量戒备在高温环境下给电池充电。倘若在低温环境下给电池充电,比如低于40C的环境中,同样也会给电池造成损坏。
聚合物锂电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极为石墨,电池工作原理也基本一致。它们的紧要差别在于电解质的不同,液态锂电池使用液体电解质,聚合物锂电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是干态的,也可以是胶态的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。
聚合物锂电池是采用锉合金做正极,采用高分子导电材料、聚乙炔、聚苯胺或聚对苯酚等做负极,有机溶剂作为电解质。锂聚苯胺电池的比能量可达到350W.h/kg,但比功率惟有50-60W/kg,使用温度-40-70度,寿命约330次左右。
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