RSS订阅超聚合物电芯
贡献者：angelazhang 浏览：614次 创建时间：2014-12-22
-
超聚合物电芯
超聚合物电芯，又称高容量比锂聚合物电芯，或者高电压聚合物锂电池电芯，是一种比较新的概念，是最新型的锂聚合物电芯，具有更高的技术难度和更高的成本，但因其不仅具备普通锂聚合物电芯原有的所有优点和优势之外，还在体积容量密度、重量能量密度和安全性能上有超过10-20%的提升，所以2013年起，开始在高端手机和移动电子设备上快速得到应用。
目录
1概念
2原理
1概念
超聚合物电芯，又称高容量比锂聚合物电芯，或者高电压聚合物锂电池电芯，是一种比较新的概念，是最新型的锂聚合物电芯，具有更高的技术难度和更高的成本，但因其不仅具备普通锂聚合物电芯原有的所有优点和优势之外，还在体积容量密度、重量能量密度和安全性能上有超过10-20%的提升，所以2013年起，开始在高端手机和移动电子设备上快速得到应用。其中以安全型产品：电母powerqueenw为其中的领导者[1]
电压的提升，可以为电池带来更多的容量，为终端设备带来更长的续航时间，并且会增强通信设备的信号强度。以三星NOTE2电池标示为例，11.78Wh，3100mAh和4.35V，3.8V，11.78Wh代表的是电池的总能量，也就是储存了多少的电能，是直接衡量电池有多么给力的标志。同一款电池这个值越大，电池就越给力。3100mAh代表电池的容量，4.35V代表充电截止电压，3.8V代表电池的平台电压，3100与3.8相乘正好是11.78Wh。前者是衡量电池（也就是正极材料）给力与否的重要标志。容量越大，电池约经用，续航时间越长（针对同一放电电流而言）；后者是代表电池充电的截止电压，对于同一正极材料的电池而言，截止电压越高，电池的容量就越高，电池续航时间就越长。因此，目前多数的厂家的锂电池采用的是4.2~4.5V的截止电压，安全可靠。后面的3.8V代表着电池（正极材料）的电压平台，平台越高，电池的比能量也就越高。较之之前的电池往往都是3.7V的平台，高电压的电池是3.8V，虽然只提高了0.1，但是电池的能量容量提高了10%。
2原理
高电压的主要技术在于采用特定的正极材料，及具有三维空间导电网络的导电碳材料，并在电解液中添加少量的润湿剂、锂盐稳定剂、阳极成膜添加剂与阴极成膜保护剂，使锂离子电池能在更高的截止电压下工作。
在能量密度逐步提升的同时，由于锂电池在单位空间内瞬间爆发的能量增大，这对锂电池的安全性提出了更高的要求。主要技术：1、采用陶瓷隔膜，涂覆在多孔膜基材上的陶瓷材料层可以提高隔膜的耐热性能，而涂覆在陶瓷材料层上的具有粘接作用的聚合物粘接层则可防止隔膜与电极之间发生错层而导致的内部短路，增强电池安全性能。2、使用新型电解液、正极材料、添加剂、材料体系等方式提高电池安全性。
背景知识：
所谓电芯是指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用。区别于电池含有保护电路和外壳，可以直接使用。锂离子充电电池的组成通常是这样的：电芯+保护电路板。充电电池去除保护电路板就是电芯了。电芯是充电电池中的蓄电部分。电芯的质量直接决定了电池的质量。不过在移动电源的世界里，我们通常意义上讲的移动电源电芯一般是将保护电路板算在内的，其实准确的叫法应该叫锂离子电池。总之，不要在意这些细节的区分。
电芯分为铝壳电芯、软包电芯（又称“聚合物电芯”）、圆柱电芯三种。通常手机电池采用的为铝壳电芯，蓝牙等数码产品多采用软包电芯，笔记本电脑的电池采用圆柱电芯的串并联组合。
锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。
锂离子电池根据电解质材质的不同可分为固态电解质锂电池与液态电解质锂电池，固态电解质锂电池又分两种，分别为聚合物电解质锂电池和无机电解质锂电池。就目前而言，广泛应用于移动电源电芯的主要是液态电解质锂电池和固态电解质锂电池中的聚合物电解质锂电池，再具体一点，移动电源的电芯中最常见的为18650锂离子电芯和聚合物锂离子电芯。通常也可以简称为18650电芯和聚合物电芯。一般情况下，我们可以在盒子或者说明书上看到规格参数里面会标出该移动电源的电芯类型，盒子或说明书一般会标明锂离子电芯和聚合物电芯。
18650锂离子电芯与聚合物锂离子电芯的最大区别就是18650锂离子电芯不带保护电路。先来说说为什么被叫作18650锂离子电芯，其实18650指的就是直径18毫米、高65毫米的圆柱体电池，说白了18650其实只是圆筒形电池的一种命名规范。我们这里讲的18650电芯主要指的是18650锂离子电芯。就目前而言，移动电源中使用的最多的是ICR18650锂离子电芯，也就是选用层状结构的钴酸锂作为正极材料的锂离子电芯。18650一般采用钢壳包装，单节容量一般为2200mAh、2400mAh、2600mAh等，移动电源厂商通常会将多节18650并联在一起来增加容量，这也就是为什么的有的移动电源容量不是整数的原因。
18650锂离子电芯的最大优势就是便宜，成本低。缺点是安全性相对较差，有自爆的可能。目前百元级左右的移动电源所使用的大都是18650锂离子电芯。18650锂离子电芯的使用循环寿命为300次左右。
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，正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料，负极为石墨，与液态电解质锂电池工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同，液态锂离子电池使用液态电解质，聚合物锂离子电池则以固态聚合物电解质来代替。聚合物锂离子电池外面包装主要是铝塑膜，由于中间的锂物质为糊状，所以形状可以任意定制。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。
聚合物锂电池的优点：
1.无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
2.可制成薄型电池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm。
3.电池可设计成多种形状。
4.电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲900左右。
5.可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
6.容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。
锂电池的比容量有两种，一种是重量比容量，即单位重量的电池或活性物质所能放出的电量；另一种是体积比容量，即单位体积的电池或活性物质所能放出的电量。电量可以以库仑计，也可以以mAh或Ah计或法拉第计。
质量比容量=容量/质量。对于电池而言，容量为mAh（毫安时），就是电流乘时间，有时也有用Ah的。质量的单位是g（克）。同理，体积比容量=容量/体积。从图四可以看出，聚合物离子电池在重量比容量和体积重量比容量两个方面都具有明显的优势，是移动终端设备的最优选择。
开放分类
参考资料
百度百科
贡献者
本词条在以下词条中被提及：
关于本词条的评论共：（0条）
