聚合物鋰電池概況

根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同，鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池或塑料鋰離子電池。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負極為石墨，電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替，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凝膠電解質(zhì)。

分類

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率高，可在常溫下使用。

凝膠凝膠聚合物電解質(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，從而提高離子導電率，使電池可在常溫下使用。

聚合物由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)，與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點，因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼，從而可以改善整個電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子（PolymerLithium-IonBattery）電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點。因此，聚合物電池在市場占有會逐漸增多。

特點

聚合物鋰離子電池具有以下特點：

①塑形靈活性；②更高的質(zhì)量比能量（3倍于MH-Ni電池）；③電化學穩(wěn)定窗口寬，可達5V；④完美的安全可靠性；⑤更長循環(huán)壽命，容量損失少；⑥體積利用率高；

聚合物鋰電池原理

離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLB）兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負極采用鋰—碳層間化合物LixC6，典型的電池體系為：

（-）C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2（+）

正極反應（還原反應）：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2-----------（2．1）

負極反應（氧化反應）：LixC6-xe-=6C+xLi+-----------（2．2）

電池總反應：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C-----------（2．3）

聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構(gòu)造包括有正極、負極與電解質(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，或是有機電解液，一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液，因此需要堅固的二次包裝來容納可燃的活性成分，這就增加了重量，另外也限制了尺寸的靈活性。

新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化（ATL電池最薄可達0.5毫米，相于一張卡片的厚度）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設計的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池，為設備開發(fā)商在電源解決方案上提供了一些設計靈活性和適應性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了20%，其容量、與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池，有一些改善。

聚合物電池更好，鋰電池現(xiàn)在幾乎面臨淘汰，鋰電池是以金屬鋰作為負極。最早的是鋰—二氧化錳電池，反應方式是氧化還原反應Li+MnO2=LiMnO2。鋰金屬電池電壓大概在3.0~3.6作用，看正極材料決定。現(xiàn)在鋰金屬電池主要還是用于紐扣電池上，其他都已被鋰聚合物電池或鋰離子電池代替。應為鋰是比鈉還活潑的金屬，極易容易失去電池，也就是極易發(fā)生氧化反應。鈉就不用說了，連水中的氫都可以置換出來，鋰電池幾乎遇到空氣就反應了，以前經(jīng)常可以看到野外用鋰電池取火，就是把電池打爛，里面的鋰和空氣反應放出巨大的熱，可見鋰電池是多危險。

鋰離子電池和鋰電池不同的是不含金屬鋰，鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。聚合物電池其實就是鋰離子電池的一種，原理和鋰離子電池一樣。與鋰離子電池不同的是，里面的電解液被電解質(zhì)代替，所以更安全，體積可以更小。