鋰離子電池的分類與發(fā)展.doc

鋰離子電池的分類與發(fā)展鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池：以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓，不需充電。這種電池也可以充電，但循環(huán)性能不好，在充放電循環(huán)過程中，容易形成鋰枝晶，造成電池內(nèi)部短路，所以一般情況下這種電池是禁止充電的。鋰離子電池（Li-iON Batteries）是鋰電池發(fā)展而來。目前手機和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。聚合物鋰離子電池可分為三類：（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。（2）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。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，也不會產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題，因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而可以提高整個電池的比容量；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50以上。此外，聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高?；谝陨蟽?yōu)點，聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。聚合物鋰離子的發(fā)展趨勢展望根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池， 簡稱為LIB）和聚合物鋰離子電池（polymer lithium ion battery, 簡稱為LIP）兩大類。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，正極材料可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負極為石墨，電池的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)鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì)， 而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膠體電解質(zhì)。聚合物鋰離子電池的市場聚合物鋰離子電池在全球技術(shù)成熟并商業(yè)化已經(jīng)2年多時間了，雖然銷量在快速增長，但其市場份額尚低于10%，與液態(tài)鋰電90%的市場份額無法相比，大大低于人們的預(yù)期。聚合物鋰離子(Lithium ion polymer)電池，具有更高能量密度、小型化、薄型化、輕量化、高安全性、長循環(huán)壽命與低成本的新型電池。因此，在未來23年內(nèi)，聚合物鋰電池取代鋰離子電池市場的份額將達50%。由于各種原因，目前市場上聚合物的價格普遍要高于液態(tài)鋰電，但是，由于移動電器的競爭模式正在悄悄地發(fā)生變化，特別是聚合物電池給移動電器帶來的設(shè)計價值創(chuàng)新（如4mm厚度以下的優(yōu)越性能、大型規(guī)格電池），聚合物電池正被越來越多的手機、移動DVD等設(shè)計人員所認識，因而聚合物廠商還是信心十足，堅信聚合物的時代一定會到來。可以從手機的發(fā)展看聚合物鋰離子電池的發(fā)展趨勢。目前手機有以下幾個發(fā)展趨勢（1） 手機本身向小型化、超薄化方向發(fā)展，以方便消費者的攜帶；（2） 手機設(shè)計的個性化，表現(xiàn)在設(shè)計理念已經(jīng)不再是原來方方正正的形狀，不規(guī)則形狀、曲線、弧面設(shè)計造型成為手機設(shè)計美學化的主流；（3） 使用彩屏、手機功能的不斷增加。為了使手機小型化，電池減小、減薄是一個最有效的途徑。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(shè)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。4mm以下厚度電池有成為薄型手機配置的主流趨勢，從性價比來講，這是聚合物的特長。不規(guī)則形狀、曲線、弧面設(shè)計造型的手機給電池留下的有效空間變成了不規(guī)則形狀。液態(tài)的長方型不能有效利用空間，容量較低，而疊片式聚合物可以將這種不規(guī)則空間最有效地利用起來，使容量放大。最近TCL金能公司推出的圓弧型電池、梯形電池、背包電池能使手機比使用相應(yīng)規(guī)格的液態(tài)電池容量增加50%以上。手機功能越來越多，導(dǎo)致耗電越來越多。要求電池容量相應(yīng)地增加。在不增加電池厚度的情況下，聚合電池是有明顯優(yōu)勢的。 也可用在動力電池上，電動自行車、電動摩托車、電動汽車上。 將來聚合物鋰離子電池應(yīng)用15年-20年以上，期間技術(shù)不斷升級。其聚合物鋰離子電池正極材料生產(chǎn)、市場前景廣闊。注：一般來說，聚合物鋰離子電池的電解質(zhì)為固態(tài)或者膠態(tài)，這種電解質(zhì)中溶融了液體電解液，能夠同時起到兩種功效：一般的液態(tài)鋰離子電池的電解質(zhì)的功效以及一般的液態(tài)鋰離子電池的隔膜的功效，因此一般不再象一般的液態(tài)鋰