电池之都之聚合锂离子电池基础介绍

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电池之都之聚合锂离子电池基础介绍

电池之都之聚合锂离子电池基础介绍
随着人们对锂电池的越加关注,聚合物锂电池是其中重要的选项,但是我们只是听说过对其并没有详细的了解,下面由电池之都为大家讲解聚合锂离子电池基础介绍:
一、聚合物锂离子电池的特点概述
根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池( 简称为LIB)和聚合物锂离子电池( 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子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。它们的主要区别在于电解质的不同, 锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子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胶体电解质。
聚合物锂离子电池可分为三类:
(1)固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物,这种电池在常温下的离子电导率低,适于高温使用。
(2)凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂,从而提高离子电导率,使电池可在常温下使用。
(3)聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料,其比能量是现有锂离子电池的3倍,是最新一代的锂离子电池。
由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比,聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点,也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题,因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳,从而可以提高整个电池的比容量;聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料,其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50%以上。此外,聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点,聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。
二、聚合物电池与液态锂电的比较
由于各个厂商生产工艺的不同,目前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,而且生产方式与液态锂电不同,聚合物越薄越好生产,理论上可以生产出0.5mm以下厚度的电池。
液态锂电正好相反,越厚越好生产,低于4mm厚度的电池很难生产,即使生产出来了,容量明显不如聚合物锂电,成本也没优势。因而,电池越薄,聚合物生产成本越低、液态生产成本越高。
但较厚的规格上(如目前市场上手机用锂电池主流型号053048\053448\063048\063450以及相近规格的电芯),液态锂电供应链成熟,工艺成熟,生产效率高,成品率高,有很强的制造成本优势。从目前市场来看,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。
三、聚合物锂离子电池的产业化现状
已产业化生产的聚合物锂离子电池是指已聚合物作为电解质代替液态电解质的锂离子电池。目前已有日本、韩国、美国、加拿大、中国等的多家公司能够批量生产。锂离子电池在1992 年开始就投入商业应用,而聚合物锂离子电池直到1999 年才开始投入商业应用,然而,自1999年由SONY公司商业化生产以来,该聚合物锂离子电池的发展速度一直强于液态锂离子电池,2002年聚合物锂离子电池已经占到了全部锂离子电池7%的市场份额。预计到2005年聚合物锂离子电池在整个锂离子电池产业中将占9.3%左右的市场份额,到2010年则可提高到30%左右。表1和图1反映了全球聚合物锂离子电池的产量、年增长率及在整个锂离子电池产业中所占的市场份额及其发展趋势。在聚合物锂离子电池市场,几乎被日本所垄断,表2是日本各公司生产与应用现状。
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锂电池起火后采取灭火的方法
我们在锂电池起火的原因”中了解锂电池由于外部及内部引起起火,在了解了起火的原因后,采取相应的方法进行灭火,下面由电池之都为大家讲解锂电池起火后采取灭火的方法:
如果遭遇小火灾,火焰没有蔓延到高压电池部分,可以采用二氧化碳或ABC干粉灭火器灭火。
在彻底检查火情的时候,不要与任何高压部件接触,始终使用绝缘工具进行检查。
储存气体的充气瓶、气体支柱和其他组件可以达到沸腾液体膨胀蒸汽爆炸的极端温度。在检查到事故的热区”前,要进行有适当精细防护的拆解。
如果高电压电池在火灾中弯曲、扭曲、损坏,总之就是变得不成样子,或者怀疑电池出现问题。那么灭火时的用水量不能太少,消防用水要有足够的量。
电池着火可能需要24小时才能完全扑灭。使用热成像摄像头,可以确保高电压电池在事故结束前完全冷却。如果没有热成像摄像头,就必须监控电池是否会复燃。冒烟表示电池仍然很热,监控一直要保持到电池不再冒烟的至少一小时之后。
如果电池达到足够高的温度,泄漏和释放电解质,电解液肯定是易燃品。这就需要用大量的水来冷却电池和灭火,因为直流和交流系统没有接地,消防员可以安全的用水作为主要灭火剂,而且没有触电的危险。ABC干粉灭火器不会熄灭电池火焰。消防员应避免在灭火或解脱操作任何高压组件中的内部直接接触,这会潜在导致电击。
真正能灭电池火的灭火剂目前是不存在的,一种有效的尝试是用水冷却,窒息控制,但电池内部有压力和电解液(化学品),所以燃烧比较复杂,并不能直接灭火。另外,针对电动汽车,深圳据说使用小型的气溶胶自动灭火装置,鱼罐头大小,磁铁吸附在车体内电池边上,使用少量爆破气溶胶弥漫灭火,小空间很好用。
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电池之都之镍氢电池与锂电池的区别
镍氢电池主要是用于玩具、照相器材、各类电子设备等等。目前已经有大量大型的内情电池已经开始用于电动车辆、工程机械中,应用比较广泛,可以说镍氢电池是目前除了锂离子电池之外利用率最高也最为环保的一种可重复使用的电池,市场上的镍氢电池种类繁多、型号不一、容量各异。但是就锂电池和镍氢电池想必,锂电池却比镍氢电池更加耐用,下面由电池之都为大家讲解镍氢电池与锂电池的区别:
我们可以通过镍氢电池组和锂离子电池组的重量、记忆效应、自放电率、充电方式等四个方面进行两种电池的对比。每一个单元镍氢电池和锂电池的电压是不相等的,锂电池是镍氢电池的3倍,同型的两种电池镍氢电池比锂电池重量更重,每一个电池本身重量不同。
镍氢电池使用过程中的养护中,定期的放电管理是必需的,因为镍氢电池具有记忆效应。这种定期放电管理属于模糊状态下被处理,甚至也会有在不正确的指示下进行放电,对镍氢电池会有一些损伤。而锂电池是没有记忆效应的,使用上比镍氢电池方便且简单,可以完全不必理会电池的残余电压,直接可以进行充电,充电时间自然也是可以缩短的,提高了一定的使用效率。
另外,镍氢电池的自放电率比较大,镍氢电池和锂电池都是无法耐过充电。镍氢电池到了充电到了额定电压就需要人为停止充电,而锂电池可以进行定电压充电方式进行充电。
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