鋰電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池的區(qū)別在哪？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-30 12:04
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鋰電池是一類(lèi)由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。鋰離子電池負(fù)極是石墨等插層結(jié)構(gòu)材料，電池中是鋰離子在正負(fù)極移動(dòng)，因此比鋰電池安全很多。鋰離子電池和鋰聚合物電池，鋰離子電池電解液是液態(tài)，聚合物電池的電解質(zhì)是凝膠或者固態(tài)，更安全一些。
首先，我們?nèi)缃竦匿囯姵?，按照學(xué)名，應(yīng)該叫鋰二次電池，有相應(yīng)的負(fù)極材料，和鋰一次電池不同，一次電池主要是以鋰為另一極，這類(lèi)電池一般使用液態(tài)電解液，現(xiàn)如今主要是基于LiPF6、LiClO4溶于DMC:EC(v:v=1:1)的電解液里，有些也對(duì)其進(jìn)行了改性，但仍為液體電池。
聚合物鋰電池，從電池內(nèi)部材料的角度來(lái)說(shuō)，主要是內(nèi)部電解質(zhì)是采用聚合物，這里一般是凝膠電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)，如果沒(méi)記錯(cuò)，韓國(guó)人曾經(jīng)發(fā)表過(guò)以PEO-離子液體為電解質(zhì)的凝膠狀電池，不知道GalaxyRound或者LGGFlex上有沒(méi)有用到這樣的電池。
其次，鋰聚合物電池盒鋰電池在包裝上有些許不同，鋰電池一般是以鋼殼(18650或者扣式的2320)，而鋰聚合物電池以鋁塑包裝膜作為包裝，即軟包電池。
當(dāng)然還有鋰電池以全固態(tài)電解質(zhì)LiPON，NASICON、鈣鈦礦、LiSICON這類(lèi)有高電導(dǎo)率的陶瓷電解質(zhì)或者是非晶態(tài)物質(zhì)構(gòu)成的玻璃電解質(zhì)，如果要分類(lèi)，可能應(yīng)該歸類(lèi)在鋰二次電池里，但這已經(jīng)是概念的拓展了
最后，鋰電池大致可分為兩類(lèi)：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰金屬電池通常是不可充電的，且內(nèi)含金屬態(tài)的鋰。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。鋰電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池在原理上是不同的。鋰離子電池(Lithium ion battery, LIB)，是指基于鋰離子在電解液中遷移而運(yùn)轉(zhuǎn)的電池，概念中對(duì)正負(fù)極材料沒(méi)有限制。最常見(jiàn)的鋰離子電池負(fù)極材料是鋰與石墨的化合物L(fēng)iC6，常見(jiàn)的正極材料有LiCoO2、LiMn2O4等[5]。圖2是石墨-鈷酸鋰電池充電原理示意圖。
石墨電極得到電子，并接受Li+離子嵌入，生成石墨-鋰化合物，反應(yīng)式為：
放電時(shí)，則發(fā)生上述過(guò)程的逆反應(yīng)。
可以看出，鋰離子電池的充放電過(guò)程其實(shí)是鋰離子在電極材料中的嵌入、脫嵌以及在電解液中的遷移過(guò)程。由于鋰離子的半徑小，在溶液中的移動(dòng)速度快，充放電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)正負(fù)極間的有效、快速的遷移，從而使整個(gè)電化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行。
從二者的電化學(xué)原理可以發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池與鋰金屬電池的最大差異在于：只要是利用Li+離子作為正負(fù)極間離子遷移“載體”的電池就可以被稱(chēng)為鋰離子電池。而使用鋰金屬單質(zhì)作為電極的電池被稱(chēng)為鋰金屬電池。
不過(guò)，鋰金屬電池的充放電過(guò)程也伴隨著Li+離子在電解液中的遷移，因此從嚴(yán)格意義上講，鋰金屬電池是一種特殊的鋰離子電池，即鋰離子電池的概念包含鋰金屬電池。但是，在科技論文中形成了約定俗成的習(xí)慣，提到“鋰離子電池”時(shí)一般指非鋰金屬的鋰離子電池；當(dāng)使用鋰金屬作為電極時(shí)一般稱(chēng)“鋰金屬電池”。
