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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鋰聚合物電池真的比鋰電池好嗎?

    2021-04-26 ryder

    首先,從結構上來說,鋰聚合物電池的全稱應為鋰離子聚合物電池,這樣看來,鋰聚合物電池其實也是鋰電池的一種。只是兩者最大的差別就是其內部所使用的電解質不同,鋰電池使用的是液體電解質,而聚合物鋰電池則以固體聚合物電解質來代替,這種聚合物可以是固態的,也可以是半固態(膠狀)的。


    其次,從外觀上來說,目前市面上所售的多數移動電源都是使用圓柱形(即18650)的鋰電池或者塊狀的鋰聚合物兩種電池。所以在我們選擇移動電源時,倘若產品外包裝沒有特別注明所使用的電芯類型,那么就可以簡單的通過產品本身的厚度來對其內部所使用電池的類型進行一個大致的知道。


    性價比出色的鋰離子電芯


    鋰電池是鋰電池的改進型產品,由于鋰金屬的化學特性非常活潑,所以早期的鋰電池在使用時常常會出現燃燒等情況。為了抑制鋰金屬活潑的化學特性,人們通過在鋰電池的正極材料中加入鈷、錳等其他金屬材料,極大的加強了早期鋰電池的安全系數。


    鋰電池的充電和放電可以通過嵌入和脫嵌兩個過程來完成,在放電時,鋰離子從正極材料中移出至電解液,再像水進入海綿相同的進入到負極材料,這個過程被稱為脫嵌。而在充電狀態下這個過程則相反,稱之為入嵌。上圖中左為鋰電池的入嵌過程,右為脫嵌過程。


    可以說經過多年的發展,鋰電池的技術相對來說已經非常成熟,大批量的加工已經讓其制造成本非常低廉。所以鋰電池在價格上要比鋰聚合物電池更具優點。這也就是為甚么目前多數筆記本電腦等設備中都會采用這種電芯。


    由于使用液態電解質的鋰離子在過充(過度充電)的情況下,會使其內部壓力驟增,所以為了戒備密封的金屬外殼發生爆炸的情況,通常這種18650電池都會在頂部配有一個安全閥,當電池內部壓力過大時,其頂部安全閥會自動彈出,以起到減壓的用途。但是,當安全閥彈出之后,電池內部泄露出的鋰離子由于和空氣中的氧氣所接觸,依然會出現起火的情況。


    所以,關于使用這種鋰離子電芯的電子產品來說,在其內部充、放電保護IC上有著非常高的要求。不過憑借鋰電池的多年發展來看,無論是電池本身的設計還是各種保護IC的技術水平都已經非常成熟,只要在日常使用時我們能夠做到正確的使用以及戒備電池被硬物刺穿的現象,18650電芯還是非常安全的,否則市面上絕大多數筆記本也不會使用這種電池的。


    能量密度更高的鋰聚合物電芯


    相比使用液態電解質的鋰電池來說,使用固體聚合物電解質的鋰聚合物電池在形狀上具有超薄化的特點,理論最小厚度可達0.5mm,以及任意形狀化和任意面積化等特點。大大提高了電池造型靈活性的特點,從而可以更好的做成任何形狀和容量的新一代鋰電池。


    另外,使用固體聚合物電解質的鋰聚合物電池相比一般的鋰電池來說,有著更高的能量密度,也就是說在相同體積的前提下,鋰聚合物電池有著更輕的重量和更高的容量等優勢。


    倘若從嚴格意義上來說,鋰聚合物電池由于在正極、負極和電解質以及工作原理都和使用液態電解質的鋰電池相同,唯一的差別只是隔膜和包裝材料上的不同,因此,從根本上來說,鋰聚合物電池也是鋰電池的一種。


    所以,關于各種封裝形式不同的鋰電池,具有以下的特點:


    ★鋼殼鋰電池:


    常見的為使用鋼殼的18650電池,具有較高的安全系數,加工技術已經非常成熟,并且價格相比聚合物電池來說更加便宜,占有大部分鋰電池市場份額,在筆記本電腦電池中最為常見。


    ★軟包鋰電池(聚合物電池):


    具有更高的能量密度、更好的安全性能表現以及任意形狀等特點,成為目前多數主流數碼產品的首選電芯,不過相關于鋼殼鋰電池來說,價格依然偏高。

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