鋰離子電池是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型可充電電池，其比能量高，無(wú)記憶效應(yīng)，綠色環(huán)保，放電電壓是鎳鎘和鎳氫電池的3倍，因而一經(jīng)問(wèn)世就受到了人們的廣泛注意，發(fā)展非常迅速。目前只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，其中以日本的產(chǎn)業(yè)化工作做得最好．我國(guó)是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)最早的發(fā)展中國(guó)家．經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，特別是在國(guó)家相關(guān)政策導(dǎo)向的積極推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)鋰離子電池取得了突飛猛進(jìn)的成績(jī)，產(chǎn)品的各種性能取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，鋰離子電池生產(chǎn)鏈日益完善，產(chǎn)業(yè)化程度日益提高，形成了與世界發(fā)達(dá)國(guó)家爭(zhēng)先的態(tài)勢(shì)．憑借豐富的自然資源和較低的勞動(dòng)力成本，中國(guó)鋰離子電池行業(yè)在國(guó)際性競(jìng)爭(zhēng)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　鋰離子電池?zé)o疑是當(dāng)今科技含量很高用途廣泛的新一代電池．它體積比能量和質(zhì)量比能量高，可充且無(wú)污染，具備了當(dāng)前電池工業(yè)發(fā)展的三大優(yōu)勢(shì)，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”．鋰離子電池技術(shù)目前常見(jiàn)有兩種：以金屬為外殼的液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池．液態(tài)鋰離子電池外殼一般為鋼外殼或鋁外殼，可塑性不及聚合物鋰離子電池．而聚合物鋰離子電池的制造工藝復(fù)雜，特別是成品率低使此電池產(chǎn)業(yè)化受到很大的限制．筆者首推軟包裝鋰離子電池，其特點(diǎn)是綜合液態(tài)鋰離子電池的基本電化學(xué)性能以及聚合物鋰離子電池的外形包裝上獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，并采用與液態(tài)鋰離子電池相似的液體電解液作為鋰離子在正負(fù)極之間傳輸?shù)慕橘|(zhì)，而外形包裝上則采用多層塑料復(fù)合薄膜．軟包裝鋰離子電池的突出優(yōu)點(diǎn)是其制作過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，成品率高，其目標(biāo)是取代聚合物鋰離子電池的市場(chǎng)，并和不銹鋼殼鋰離子電池形成競(jìng)爭(zhēng)之態(tài)．不銹鋼殼鋰離子電池、聚合物鋰離子電池和軟包裝鋰離子電池三種不同技術(shù)的比較如表1所列．本文研究了軟包裝鋰離子電池的各種電化學(xué)性能以及與不銹鋼外殼鋰離子電池相互之間的區(qū)別等內(nèi)容，以驗(yàn)證軟包裝鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的可能性。

　　圖1a給出了軟包裝鋰離子電池在0．5C（250mA）、1C（500mA）和2C（1000mA）3個(gè)放電倍率下電池容量與電壓的關(guān)系曲線，在2C電流放電下軟包裝鋰離子電池能夠放出0．5C下容量的91．7％，表明電池具有良好的大電流放電能力．圖1b給出的是不銹鋼外殼鋰離子電池在0．5C、1C和2c3個(gè)放電倍率下的電池容量與電壓之間關(guān)系的曲線，同樣在2c電流放電下不銹鋼外殼鋰離子電池能夠放出0．5c下容量的92．2％．對(duì)于同樣的電池尺寸，軟包裝鋰離子電池的放電容量要比不銹鋼外殼鋰離子電池的放電容量高10％左右，這是由于兩種電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同所造成的．其原因如下：軟包裝鋰離子電池內(nèi)部卷繞后電芯的最外層為正極極片，不銹鋼殼電池內(nèi)部卷繞后電芯的最外層為負(fù)極極片，在結(jié)構(gòu)上，軟包裝鋰離子電池具有更多的正極材料敷料量，而鋰離子電池的放電容量是由正極決定的，因而軟包裝電池的容量相對(duì)比不銹鋼電池高．電池內(nèi)部電芯采取不同結(jié)構(gòu)，這和外殼所采用材料相關(guān)．軟包裝鋰離子電池外殼是采用中間層為Al箔隔離層的鋁塑包裝膜，如果和最外層為負(fù)極極片的內(nèi)部卷繞電芯相接觸，在極低電位下（滿充電時(shí)約0．05mVVS．Li）可能帶來(lái)軟包裝的Al箔隔離層的溶解，造成電池失效．如果不銹鋼殼電池采用最外層為正極極片的內(nèi)部卷繞電芯，則存在正極極片上的極耳（通常為Al帶材）與不銹鋼外殼焊接問(wèn)題，因而通常采用最外層為負(fù)極極片的內(nèi)部卷繞電芯．從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，軟包裝鋰離子電池在容量方面比不銹鋼外殼鋰離子電池有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　2．2高低溫性能

　　圖2是兩種鋰離子電池的高低溫放電曲線，測(cè)試過(guò)程是在高低溫試驗(yàn)箱中進(jìn)行的．電池在測(cè)試開(kāi)始前經(jīng)過(guò)1C電流充電至4．2V，并在此電壓下繼續(xù)恒壓充電2h，之后靜置2h．

　　由圖可見(jiàn)，軟包裝鋰離子電池在高溫45cc、低溫一10℃的放電容量達(dá)到了電池在常溫25℃下容量的102．8％和87．8％，電池具有良好的高低溫性能．而不銹鋼外殼的鋰離子電池的高低溫性能，其在高溫45℃、低溫一1O℃的放電容量達(dá)到了電池在常溫25℃下容量的103．2％和93．4％．由圖可知，軟包裝鋰離子電池在低溫下的放電容量保持率接近不銹鋼外殼鋰離子電池的低溫下的容量保持率。

　　2．3循環(huán)穩(wěn)定性

　　圖3是兩種鋰離子電池的循環(huán)性能比較圖，其中凡為循環(huán)次數(shù)，c為電池容量，電池充放電循環(huán)制度為1CmA充電至4．2V，并在此電壓下恒壓充電2h后靜置10rain，然后1CmA放電至3．0V．電池經(jīng)過(guò)300次循環(huán)以后，軟包裝鋰離子電池的放電容量保持在初始容量的90．6％左右，而不銹鋼殼鋰離子電池的放電容量則保持在初始容量的91．3％．由圖可知，以鋁塑復(fù)合膜包裝外殼取代常規(guī)金屬外殼所制作的鋰離子電池，在循環(huán)穩(wěn)定性能方面是良好的．鋁塑復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、材料以及極耳密封膠的性能，可完全隔離開(kāi)電池內(nèi)部和外界環(huán)境的相互反應(yīng)，鋁塑復(fù)合膜可完成類似于金屬外殼所具有的良好密封功能。

　　軟包裝鋰離子電池其它性能如儲(chǔ)存性能、自放電性能和各種安全性能的測(cè)試已經(jīng)完成，產(chǎn)品基本達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范GB／T18287-2000）測(cè)試的要求．軟包裝鋰離子產(chǎn)品目前正接受市場(chǎng)的考驗(yàn)，主要應(yīng)用在MP3、無(wú)線耳機(jī)、車載DVD等用途上。

　隨著智能手機(jī)成為最主要的移動(dòng)互聯(lián)終端，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用到智能手機(jī)領(lǐng)域，大大提升了用戶的操作體驗(yàn)，智能手機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)功能手機(jī)已成為手機(jī)市場(chǎng)主流。相比普通手機(jī)，智能手機(jī)具有更高的硬件配置，更多操作功能，其使用頻率也較之傳統(tǒng)手機(jī)更高，多核、大屏、薄型化成為智能機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。這意味著，智能手機(jī)的耗電量也相應(yīng)加大，而留給電池的空間卻沒(méi)有增加，且要求電池容量越做越大、外形越做越薄。薄型化、大容量且更安全的聚合物電池更受智能機(jī)青睞。與聚合物電池在性能上差別不大，但成本具有顯著優(yōu)勢(shì)的軟包裝鋰離子電池成為首選，市場(chǎng)發(fā)展空間巨大。

　　軟包鋰電池優(yōu)點(diǎn)

　　1.安全性能好

　　軟包電池，而不像鋼殼鋁殼電芯那樣會(huì)發(fā)生爆炸。

　　2.重量輕

　　軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%。

　　3.容量大

　　軟包電池較同等規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%。

　　4.內(nèi)阻小

　　軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小，目前國(guó)產(chǎn)軟包電池芯的內(nèi)阻最小可做到35mΩ以下，極大的降低了電池的自耗電。

　　5.設(shè)計(jì)靈活

　　軟包電池的形狀可根據(jù)客戶的需求定制，開(kāi)發(fā)新的電芯型號(hào)。

　　軟包鋰電池缺點(diǎn)

　　現(xiàn)有的軟包電池芯型號(hào)較少，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求；

　　開(kāi)發(fā)新的型號(hào)成本高。

　　涂碳鋁箔在鋰電池應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

　　1.抑制電池極化，減少熱效應(yīng)，提高倍率性能；

　　2.降低電池內(nèi)阻，并明顯降低了循環(huán)過(guò)程的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增幅；

　　3.提高一致性，增加電池的循環(huán)壽命；

　　4.提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力，降低極片制造成本；

　　5.保護(hù)集流體不被電解液腐蝕；

　　6.改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。

　　涂層雙面厚度：A款4～6μm，B款2～3μm。

　　導(dǎo)電涂層

　　利用功能涂層對(duì)電池導(dǎo)電基材進(jìn)行表面處理是一項(xiàng)突破性的技術(shù)創(chuàng)新，覆碳鋁箔/銅箔就是將分散好的納米導(dǎo)電石墨和碳包覆粒，均勻、細(xì)膩地涂覆在鋁箔/銅箔上。它能提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能，收集活性物質(zhì)的微電流，從而可以大幅度降低正/負(fù)極材料和集流之間的接觸電阻，并能提高兩者之間的附著能力，可減少粘結(jié)劑的使用量，進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。涂層分水性（水劑體系）和油性（有機(jī)溶劑體系）兩種類型。

　　性能優(yōu)勢(shì)

　　涂碳鋁箔/銅箔的性能優(yōu)勢(shì)

　　1.顯著提高電池組使用一致性，大幅降低電池組成本。如：

　　明顯降低電芯動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增幅;

　　·提高電池組的壓差一致性;

　　·延長(zhǎng)電池組壽命;

　　大幅降低電池組成本。

　　軟包鋰電池參數(shù)

　　項(xiàng)目編號(hào)：09AQ050-01

　　組合方式：PL083450-1S1P

　　標(biāo)稱電壓：3.7V

　　工作電壓：2.4~4.2V

　　標(biāo)稱容量：1250mAh

　　標(biāo)準(zhǔn)放電持續(xù)電流：0.2C

　　最大放電持續(xù)電流：0.5C

　　工作溫度：充電：0~45℃

　　放電：-20~60℃

　　產(chǎn)品尺寸：MAX9.5*35*52mm

　　成品內(nèi)阻：≤150mΩ

　　引線型號(hào)：國(guó)標(biāo)線UL1007/24#，線長(zhǎng)55mm

　　保護(hù)參數(shù)：過(guò)充保護(hù)電壓/每串4.325±0.025V

　　過(guò)放保護(hù)電壓2.5±0.05V

　　過(guò)流值：2~4A
　　3、結(jié)語(yǔ)

　　對(duì)軟包裝鋰離子電池的電化學(xué)性能，如倍率放電能力、高低溫放電能力和電池循環(huán)穩(wěn)定性等方面的研究表明，軟包裝鋰離子電池具有非常高的應(yīng)用價(jià)值．它既不同于一般金屬外殼鋰離子電池，也不同于聚合物鋰離子電池，是一種新型鋰離子電池，這種電池具有重量比能量高、外形可塑性好和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可望進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。