聚合物鋰電池與液體鋰電池有什么不同?
鋰電池有聚合物鋰電池與液體鋰電池之分,那怎么分辨呢?聚合物鋰電池與液體鋰電池的區(qū)別和優(yōu)勢又在哪里呢?
其實比較簡單的方法是有一些是可以直接從外觀辨別的。一般聚合物鋰電池是沒有制鐵的外殼保護的,都有一定的軟度的。液體鋰電池一般是有硬外殼保護的,比如市面上的18650鋰電池。
有一個大家是要注意的:18650是指電池的直徑為18mm,長度為65mm,圓柱體型的電池。雖然市面上的18650大多為液體鋰電,但任何以“聚合物鋰電比18650更安全XX”一類的說法都是錯誤的。
兩者的工作原理是一樣的,都是通過鋰離子嵌入、脫嵌的過程實現(xiàn)充放電,其中鋰離子嵌入負電極為充電,鋰離子從負電極脫嵌為放電。
鋰電池包含正極、負極以及電解質(zhì)(填充在兩級之間的物質(zhì))三項最基本的要素,當(dāng)然這中間還有防止正負極直接接觸的隔膜(當(dāng)然鋰離子是可以順利通過的,隔膜不好會短路導(dǎo)致爆炸哦);而液體鋰離子電池與聚合物鋰離子電池之間,最主要的區(qū)別是:
1.材料上的不同:聚合物鋰電池中,上述的三項基本要素至少要有一項采用了高分子材料,例如電解質(zhì)溶液換成了聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等。
2.電解質(zhì)形態(tài)上的不同:液態(tài)鋰離子電池大多采用液態(tài)有機溶劑+導(dǎo)電鹽,而聚合物鋰電池則把這些電解質(zhì)換成了膠體/固體(具體成分看電池型號)。
聚合物鋰電池與液體鋰電池的簡單對比:
液態(tài)鋰電池能量密度(Wh/L)>300~280可定制程度(形狀)靈活較難,重量較重(需要金屬保護殼)。聚合物鋰電池能量密度定制的會更高,外形設(shè)計更靈活,可以是任何形狀的,重量較輕。
1.能量密度:能量密度越大,單位體積能擁有的容量更多。聚合物鋰電通過對負極(陽極)、隔膜等材料/厚度的改進,能量密度如今已達600Wh/L+。
2.可定制程度:聚合物鋰電在形狀上更容易做到輕薄化,加上無需使用金屬保護殼包裹,所以更容易定制成各種形狀。
3.重量:液態(tài)鋰電池較重,聚合物鋰電池較輕,相同的體積。
4.安全性:鋰電在極端情況下(例如過充/高溫),內(nèi)部會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體,此時液體鋰電因為有金屬殼的包裹,當(dāng)內(nèi)部壓強相當(dāng)大時外殼就會發(fā)生破裂爆炸,而聚合物鋰電由于僅采用包裝鋁膜進行包裹(或塑料殼),只要內(nèi)部壓強稍高就會膨脹或者破裂,不會引起爆炸。但需要注意的是無論液體鋰電還是聚合物鋰電在極端情況下都能發(fā)生燃燒。
5.成本:除了在材料成本上聚合物鋰電比液體鋰電更高之外,由于聚合物鋰電可定制程度更高,所以在設(shè)計、制造的過程中會產(chǎn)生更多的費用,例如各種定制的工裝夾具、測試設(shè)備等等,導(dǎo)致聚合物鋰電的成本比形狀標準/規(guī)則的液體鋰電更高。