鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:7378次 | 2021年02月22日
聚合物鋰離子電池的使用壽命一般有多長?
聚合物鋰離子電池的壽命有多長?相信絕大部分的消費(fèi)者都聽說過,聚合物鋰離子電池的壽命是500次,500次充放電,超過這個次數(shù),電池就壽終正寢了。
聚合物鋰離子電池壽命到底有多長時間呢?國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下,電池的壽命不是通過時間來表示的,而是通過循環(huán)次數(shù),也就是完整的放完電算一次,一般的鋰離子電池是在500到800次之間,A品聚合物電池可達(dá)800次。所以選擇好的電池供應(yīng)商電池的品質(zhì)才會得到保證,使用壽命會更長。
聚合物鋰離子電池
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(lithiumionbattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP)兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的,電池的工作原理也基本一致。它們的重要差別在于電解液的不同,鋰離子電池使用的是液體電解液,而聚合物鋰離子電池則以膠態(tài)聚合物電解液來代替。
普通鋰離子電池在過充、短路等情況時候發(fā)生時,電池內(nèi)部可能出現(xiàn)升溫、正極材料分解、負(fù)極和電解液材料被氧化等現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致氣體膨脹和電池內(nèi)壓加大,當(dāng)壓力達(dá)到一定程度后就可能出現(xiàn)爆炸。而聚合物鋰離子電池因?yàn)槭褂昧四z態(tài)電解質(zhì),不會因?yàn)橐后w沸騰而出現(xiàn)大量氣體,從而杜絕了劇烈爆炸的可能。
目前國內(nèi)的聚合物電池多數(shù)僅僅是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,但電解液并沒有改變。這種電池同樣可以薄型化,其低溫放電特性比聚合物電池更好,而材料能量密度則與液態(tài)鋰離子電池、普通聚合物電池基本一致,但因?yàn)槭褂昧虽X塑膜,因此比普通液態(tài)鋰電更輕。安全方面,當(dāng)液體剛沸騰時軟包電池的鋁塑膜會自然鼓包或破裂,同樣不會爆炸。
須注意的是,新型電池依然可能燃燒或膨脹裂開,安全方面并非萬無一失。
與液態(tài)鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池不但安全性高,同時還具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn),外殼也使用了更輕的鋁塑復(fù)合薄膜。不過,其低溫放電性能可能還有提升的空間。
由于各個廠商生產(chǎn)工藝的不同,市場上的聚合物鋰電分為卷繞式(索尼、東芝為代表)、疊片式(TCL、ATL為代表)兩種不同結(jié)構(gòu),但適應(yīng)于手機(jī)需求的規(guī)格大都在4mm厚度以下。與液態(tài)比較,由于聚合物外包裝采用了更薄的鋁膜,比鋼殼、鋁殼更薄,而且生產(chǎn)方式與液態(tài)鋰電不同,聚合物越薄越好生產(chǎn),理論上可以生產(chǎn)出0.5mm以下厚度的電池。
液態(tài)鋰電正好相反,越厚越好生產(chǎn),低于4mm厚度的電池很難生產(chǎn),即使生產(chǎn)出來了,容量明顯不如聚合物鋰電,成本也沒優(yōu)勢。因而,電池越薄,聚合物生產(chǎn)成本越低、液態(tài)生產(chǎn)成本越高。
但較厚的規(guī)格上,液態(tài)鋰電供應(yīng)鏈成熟,工藝成熟,生產(chǎn)效率高,成品率高,有很強(qiáng)的制造成本優(yōu)勢。從市場來看,5mm、6mm厚度系列的液態(tài)鋰離子電池雖然比3mm、4mm厚度系列電池容量高很多,但售價要低很多。聚合物從理論上來講,在5mm、6mm厚度規(guī)格上的材料成本與液態(tài)接近,但目前5mm、6mm系列電池的工藝成本要比液態(tài)高出很多,因而,要在此規(guī)格上與液態(tài)真正形成競爭,還有不少距離。
假如在高溫環(huán)境中使用鋰離子電池,比如350C以上的溫度,電池儲存的電量將會持續(xù)減少,由此導(dǎo)致電池的使用壽命不會像在常溫環(huán)境工作中的時間那么長。在這種高溫環(huán)境下給電池充電,電池將受到很大程度的損傷,由此影響電池的使用壽命。即使在較熱環(huán)境中充電也會對電池造成不同程度的損傷,因此應(yīng)該盡量防止在高溫環(huán)境下給電池充電。假如在低溫環(huán)境下給電池充電,比如低于40C的環(huán)境中,同樣也會給電池造成損壞。
聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)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(fù)極為石墨,電池工作原理也基本一致。它們的重要差別在于電解質(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)。
聚合物鋰離子電池是采用銼合金做正極,采用高分子導(dǎo)電材料、聚乙炔、聚苯胺或聚對苯酚等做負(fù)極,有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)。鋰聚苯胺電池的比能量可達(dá)到350W.h/kg,但比功率只有50-60W/kg,使用溫度-40-70度,壽命約330次左右。
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