聚合物鋰離子電池(Li-ion-polymer)又稱(chēng)高分子鋰電池,是一種化學(xué)性質(zhì)的電池。電池包括有正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。
1978年,M.B.Armand等人首次在電池和電子器件中可以應(yīng)用固體電解質(zhì),此后,聚合物電池的開(kāi)發(fā)和研究日漸活躍起來(lái),并終于在1999年正式投入商業(yè)化生產(chǎn)。聚合物鋰離子電池以高分子聚合物電解質(zhì)取代傳統(tǒng)的液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)而產(chǎn)生,可以理解成以固體聚合物電解質(zhì)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液體電解質(zhì)電池, 這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。聚合物鋰電池一般正極材料可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料,負(fù)極為石墨,其工作原理和普通鋰電池基本一致。由于鋰電池的充放電過(guò)程實(shí)際上是Li+在兩個(gè)電極之間來(lái)回嵌入和脫出的過(guò)程,故這種電池又稱(chēng)為“搖椅電池”(Rocking Chair Batteries,縮寫(xiě)為RCB)。
聚合物鋰離子電池可分為三類(lèi):
(1)固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低,適于高溫使用。
?。?)凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑,從而提高離子電導(dǎo)率,使電池可在常溫下使用。
(3)聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導(dǎo)電聚合物作為正極材料,其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍,是最新一代的鋰離子電池。
鋰離子電池三類(lèi)主要正極材料的比較(從左至右):
由此可見(jiàn)第三類(lèi)材料是同類(lèi)電池中最佳的選擇。小米手機(jī)的電池采用的是第三類(lèi)“聚合物正極材料的鋰離子電池”簡(jiǎn)稱(chēng)“聚合物鋰電池”。
聚合物鋰離子電池和普通的鋰電池有什么區(qū)別?
1. 聚合物鋰離子電池?zé)o電池漏液?jiǎn)栴}并使用膠態(tài)的固體,其內(nèi)部不含鋰電池的液態(tài)電解液,大大增加安全性;
電池安全性舉例對(duì)比圖:(質(zhì)量差異可能會(huì)影響到下面結(jié)果)
2. 聚合物鋰離子電池越薄越好生產(chǎn);以3.6V400mAh的容量為例,其厚度可薄至0.5mm;減小了電池的體積,重量;
3. 電池可設(shè)計(jì)成多種形狀,聚合物鋰離子電池最大可彎曲90°左右,使設(shè)計(jì)電池更加具有靈活性和適應(yīng)性,以便最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能;
4. 聚合物鋰離子電池具有更高能量密度,并可制成單顆高電壓電池,容量也將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍;鋰電池的液態(tài)電解質(zhì)僅能以數(shù)顆電池串聯(lián)得到高電壓,由于密度等關(guān)系,無(wú)法發(fā)揮電池的最大作用;
鋰離子電池的能量密度圖:
5. 長(zhǎng)循環(huán)的聚合物鋰離子電池,讓工作溫度范圍、使用壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰電池有大幅度的提高。