标签: 聚合物电池

​ 转载--锂先生 中国化学与物理电源行业协会 2018-05-02 15:13 ​ 对于锂离子电池技术原理不太熟悉的读者来说，18650锂电池和锂聚合物电池估计是听的最多的两个词，不少商家在宣传自家产品的时候都会把聚合物电池夸上天，把18650电池踩落地，太不严谨了。 ​ 上图中，自左向右分别为标准的18650锂电池、铝塑复合膜封装的锂离子电池以及用于应急电源使用的倍率锂离子电池　。 ​ 图13.7V/5000mAh软包聚合物 功率：10.5Wh ​ 图2 3575175代表电池尺寸：3.5mmX75mmX175mm ​ 图3 电压：11.1V 为3颗3.7V倍率电芯串联塑封所得 猫腻之一：混淆的电池类型 不同类型电池原理基本都是一样的，都有正极、负极以及电解液，目前主流锂电池单节标称电压一般为3.7V，正极材料一般为钴酸锂、镍钴锰酸锂（也叫三元材料）、磷酸铁锂或锰酸锂等，负极材料一般为石墨，电解液一般为六氟磷酸锂溶液。 业界通常用锂电池的外形尺寸来标识电池型号 ，锂电池可以按照不同规则分为多种类型：如电压区分的高压锂电池、标准电压锂电池，放电倍率区分的标准电池（最大1C放电）、倍率电池（大于1C放电），还有按照正极材料区分的纯钴酸锂电池、三元锂电池、锂铁电池（就是某厂忽悠的拥有自主知识产权的铁电池）。 被广泛提及的锂离子电池多按外壳封装材质区分 ，比如以18650为代表的钢外壳封装和以铝外壳封装的早期手机电池。主流的则是铝塑复合膜封装的锂离子电池，我们称之为锂聚合物电池或叫软包装电池。 辨别设备所使用电池并不难，18650电池18mm的直径厚度注定了其产品规格厚度必然大于18mm，且长于65mm。不过18650较低的成本决定了其市场占有率，所以希望价廉的可以选择18650，希望轻薄的不妨选择锂聚合物电池。 猫腻之二：没有节操的容量标注 不知道什么时候开始，很多人总是以大为美， 觉得电池容量越高越好，可其实真的有这么大容量的电池么？ 按照目前普遍标注的总容量，以20000mAh为例，就算使用进口产品也需要5个一起的并联工艺，更别说国产产品的更多串并联了。 小巧轻薄还便携，动不动就50000mAh的充电宝，很可能是忽悠人的，更可气的是用产品型号来误导消费者的，如50000M充电宝，买回来才知道，原来50000M是产品型号，而不是充电宝容量。 18650电池的串并联组合对于电池本身的一致性有着很高的要求，单一电池若内部出现问题，比如电池组中其中一个电池低电压，那么势必拉低整组电池的电压值并增加内阻，若仍然使用原来的电流电压进行充电极有可能引起电池发热爆炸，铝塑软包装的锂聚合物电池也存在这个情况。 只不过相对于钢壳封装的18650锂电来说，锂聚合物电池不会爆炸，但是无可避免地会发生燃烧。所以产品标注的电池容量并不是越大越好。 另外， 就算是符合容量标注，可事实上可以提供的电量到底会有多少呢？ 为了更为直观讲解这个猫腻，我们拿应急启动电源的近亲--充电宝说事。 电池的容量代表着电池本身可以提供的电量，就跟水池一样，越大的水池存水量越大，充电与放电的过程就好比水池蓄水与放水的过程，必须要有压力差才能形成水流。要给3.7V的电池充电，用3.7V的电压肯定充不了，必然需要更高的电压。 市面上标注10000mAh的充电宝内部使用的都是3.7V的标准电压电池，当需要为同样内置3.7V电池的设备充电的时候（目前绝大部分使用锂电池的设备电池均为同样3.7电压），必须升压至5V（USB接口标准电压，USB-C除外），附带上“升压板”的电池在转换时的转换率91%（这还是比较好的电池），实际上充电宝输出所能提供的电量如下公式： C=C1×（3.7÷5）×0.91=10000mAh×0.74×0.91=6734mAh （其中C表示5V有效输出容量，C1表示电池容量） 也就是说，标称10000mAh的容量电池的充电宝，在实际使用中充电宝所能提供输出的电量，按照最优计算也只有6700mAh， 以后别再被忽悠，良心商家会在产品上标注电池容量的同时标注出有效输出容量（实际可用容量） 。 猫腻之三：倍率电池的知识盲区 锂电池的放电倍率，我们一般用字母‘C’来表示，1C则表示该电池最大放电电流为1倍放电，举例：1个1000mAh的10C锂电池，则表示该电池最大放电电流为10倍，则其最大放电电流为：10×1000mA=10A。 一般我们称1C放电的锂电池为标准电池，2C-10C放电的为小倍率电池，超过10C的为高倍率电池。 倍率电池与传统标准电池的主要区别在于，制作工艺上的不同，标准电池与小倍率电池多采用极片卷绕的工艺制作，而供应急启动电源使用的高倍率电池其内部极片则是采用叠片的工艺制作，这也间接提供了一个简易的分辨方法，缠绕工艺的电池两边会略厚，平整度稍差，而叠片工艺的倍率电池则相当的平整方正。 由于倍率电池是为了满足严苛的大电流放电要求，其采用了更厚的极片、更厚的锂离子隔离膜，相同体积，容量反而会略有减少，不过相对于安全性来说，牺牲的小额容量就不足为道了。 作为应急启动电源，其跟充电宝最大的区别在于，应急启动电源是需要瞬间大电流放电，以供车辆启动电机进行点火启动，此时便需要使用“倍率电池”作为动力了，一般较好的大倍率电池使用35C-40C倍率放电，传统标准电池就未必能胜任此工作了， 若黑心商家采用标准电池为应急启动电源产品提供电力，寿命估计不会长 ，瞬间的大电流放电极为容易击穿锂离子隔离膜，轻则使用数次就废，重则当场发热烧毁。 猫腻之四：“可有可无”的保护电路 在锂离子电池或锂电池组使用过程中，为避免使用者的错误操作而造成电池升温，电池内电解液的分解而产生气体使其内压上升，导致金属锂等的析出而造成有起火及电池破裂的危险，以及过放电使电池特性劣化等各种原因，在锂离子电池回路中匀要采用保护电路。 对锂离子充电电池的保护，必须有以下4个保护功能，以保证电池的安全性和可靠性。 过充保护 ，防止电池充电时超过电池的充电限制电压，电池过充，极易导致电池的特性劣化、起火及破裂，确保安全性。 过放保护 ，防止电池放电时超过电池放电限制电压，电池过放，直接导致电池内部电化学性能劣化，轻则影响电池使用寿命，重则电池报废。 过电流保护 防止MOSFET的破坏，让电池在所能承受的最大充电电流值内安全充电。 短路保护 ，防止因操作不慎，直接将正负极导通，而导致电池的起火爆炸等，确保使用以及搬运时的安全性。 所以对于山寨应急启动电源产品那形同虚设的保护电路无异于谋杀，尤其是应急启动电源所使用的倍率电池，保护电路的造假占产品成本3-5%左右，可惜仅从外观上是看不出有否保护电路的，仅能凭商家良心了，所以尽量选购大品牌吧。 ​---end---

​ 转载--- 力莱集团 2018-08-11 16:03 导读 锂电池的概念使用非常频繁，稍加留意，我们会发现用这个概念其实是有广义、较狭义和狭义三种区别的。 锂电池的概念使用非常频繁，稍加留意，我们会发现用这个概念其实是有广义、较狭义和狭义三种区别的。 广义的锂电池包括锂原电池和锂离子电池；由于锂离子电池比锂原电池应用更广，所以锂电池在较狭义上通常是指锂离子电池；在锂离子电池内部又有两种分类：聚合物锂离子电池和液态锂离子电池，因为质量更大、应用更多的是液态锂离子电池，所以锂电池的狭义理解就是指液态锂离子电池，而聚合物锂离子电池又叫锂聚合物电池，人们习惯上简称为聚合物电池。 如果在广义和较狭义的意思上比较锂聚合物电池和锂电池的区别，那么，唯一的就是种概念和属概念的关系，锂聚合物电池被包含于锂电池。 因此，具有比较意义的就是狭义层面上的比较：即聚合物电池和液态锂离子电池的比较，基于此，以下用锂电池代指液态锂离子电池。 ​ 1、根本区别是原材料 　这是二者各种不同表现的总根源。聚合物电池是指在正极、负极或电解质三大组件中至少有一项使用高分子材料。高分子的意思是分子量大，与其相对应的概念是小分子，高分子具有高强度、高韧性和高弹性。目前研发的聚合物电池高分子材料主要用于正极与电解质。 ①聚合物电池正极材料除了采用锂电池的无机化合物，还可以采用导电高分子聚合物； ②、聚合物电池的电解质有高分子电解质（固态或胶态）和有机电解液，锂电池使用电解液（液体或胶体） 2、塑形区别 　 聚合物电池可以做到薄形化、任意面积化和任意形状化，原因在于其电解质可固态可胶态而非液态，锂电池则采用电解液，需要一个坚固的外壳作为二次包装容纳电解液。因此，这也使得锂电池增加了一部分重量。 3、安全性方面 　　 当前的聚合物多是软包电池，采用铝塑膜做外壳，当内部采用有机电解质时，即使液体很热也不爆炸，因为铝塑膜聚合物电池采用固态或胶态而无漏液，只是自然破裂。但是任何事情都不是绝对的，如果瞬间电流足够大，发生短路，则电池自燃或爆裂并非不可能，手机和平板电脑安全事故的发生多由这种情况引起。　 4、电芯电压 由于聚合物电池采用高分子材料，可在电芯里做成多层组合达到高电压，而锂电池电芯标称电压是3.7V，要想在实际运用中达到高电压，则需要将多个电芯串联在一起才能形成理想的高电压工作平台。 如果用以上几个特点对比聚合物电池和锂电池哪个好，那么结论就是一定的，然而，在市场上还是锂电池的应用占主体地位，这说明锂电池也有相对优势，我们继续比较下去 ​ 　　 5、导电性 聚合物电池的固态电解质离子电导率低，目前主要是加入了一些添加剂使其成为凝胶电解质，以改善电导率。这也只是增加了离子电导，不似锂电池的电导率保持一个稳定的值，而不会受辅助材料质量的影响。 6、容量 聚合物电池的容量并无有效提升，与标准容量的锂电池相比还有所减少。 7、制造工艺 聚合物电池越薄越好生产，锂电池越厚越好生产，这使得锂电池在应用上可拓展领域更多。 8、价格 这是决定二者市场容量的关键因素，目前，市场上聚合物电池价格普遍高于锂电池，这影响到二者的市场容量，前者与后者之比是1:9。 很难绝对的说聚合物电池和锂电池哪个好，它们各有千秋，如果非要说个结论，则聚合物电池在小型应用上多些，而锂电池在大型应用上更有前途，如果聚合物电池能够突破价格和设计的局限性，或许代表了电池发展趋势，因其环保和安全性更符合潮流。 ---end--- ​

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