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移動電源大講堂 鋰離子和鋰聚合物電池

文章來源:本站人氣:2638發表時間:2015-05-27

  在我們挑選移動電源時,經常會在產品的外包裝或者宣傳手冊上看到鋰離子和鋰聚合物兩種不同的電芯類型,那么同為鋰電池的它們,到底都有哪些區別呢?對于一些消費者來說,鋰聚合物電池是否真的要優于鋰離子電池呢?
  首先,從結構上來說,鋰聚合物電池的全稱應為鋰離子聚合物電池,這樣看來,鋰聚合物電池其實也是鋰離子電池的一種。只是兩者最大的區別就是其內部所使用的電解質不同,鋰離子電池使用的是液體電解質, 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替, 這種聚合物可以是固態的,也可以是半固態(膠狀)的。
  其次,從外觀上來說,目前市面上所售的多數移動電源都是使用圓柱形(即18650)的鋰離子電池或者塊狀的鋰聚合物兩種電池。所以在我們挑選移動電源時,如果產品外包裝沒有特別注明所使用的電芯類型,那么就可以簡單的通過產品本身的厚度來對其內部所使用電池的類型進行一個大致的了解。
  性價比出色的鋰離子電芯
  鋰離子電池是鋰電池的改進型產品,由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,所以早期的鋰電池在使用時經常會出現燃燒等情況。為了抑制鋰金屬活潑的化學特性,人們通過在鋰電池的正極材料中加入鈷、錳等其他金屬材料,極大的增強了早期鋰電池的安全系數。
  鋰離子電池的充電和放電可以通過嵌入和脫嵌兩個過程來完成,在放電時,鋰離子從正極材料中移出至電解液,再像水進入海綿一樣的進入到負極材料,這個過程被稱為脫嵌。而在充電狀態下這個過程則相反,稱之為入嵌。上圖中左為鋰電池的入嵌過程,右為脫嵌過程。
  可以說經過多年的發展,鋰離子電池的技術相對來說已經非常成熟,大批量的生產已經讓其制造成本非常低廉。所以鋰離子電池在價格上要比鋰聚合物電池更具優勢。這也就是為什么目前多數筆記本電腦等設備中都會采用這種電芯。
  由于使用液態電解質的鋰離子在過充(過度充電)的情況下,會使其內部壓力驟增,所以為了避免密封的金屬外殼發生爆炸的情況,通常這種18650電池都會在頂部配有一個安全閥,當電池內部壓力過大時,其頂部安全閥會自動彈出,以起到減壓的作用。但是,當安全閥彈出之后,電池內部泄露出的鋰離子由于和空氣中的氧氣所接觸,仍然會出現起火的情況。
  所以,對于使用這種鋰離子電芯的電子產品來說,在其內部充、放電保護IC上有著非常高的要求。不過憑借鋰離子電池的多年發展來看,無論是電池本身的設計還是各種保護IC的技術水平都已經非常成熟,只要在日常使用時我們能夠做到正確的使用以及避免電池被硬物刺穿的現象,18650電芯還是非常安全的,否則市面上絕大多數筆記本也不會使用這種電池的。
  能量密度更高的鋰聚合物電芯
  相比使用液態電解質的鋰離子電池來說,使用固體聚合物電解質的鋰聚合物電池在形狀上具有超薄化的特點,理論最小厚度可達0.5mm,以及任意形狀化和任意面積化等特點。大大提高了電池造型靈活性的特點,從而可以更好的做成任何形狀和容量的新一代鋰電池。
  另外,使用固體聚合物電解質的鋰聚合物電池相比普通的鋰離子電池來說,有著更高的能量密度,也就是說在相同體積的前提下,鋰聚合物電池有著更輕的重量和更高的容量等優點。
  如果從嚴格意義上來說,鋰聚合物電池由于在正極、負極和電解質以及工作原理都和使用液態電解質的鋰離子電池相同,唯一的區別只是隔膜和包裝材料上的不同,因此,從根本上來說,鋰聚合物電池也是鋰離子電池的一種。
  所以,對于各種封裝形式不同的鋰離子電池,具有以下的特征:
  ★鋼殼鋰離子電池:
  常見的為使用鋼殼的18650電池,具有較高的安全系數,生產技術已經非常成熟,并且價格相比聚合物電池來說更加便宜,占有大部分鋰電池市場份額,在筆記本電腦電池中最為常見。
  ★軟包鋰離子電池(聚合物電池):
  具有更高的能量密度、更好的安全性能表現以及任意形狀等特點,成為目前多數主流數碼產品的首選電芯,不過相對于鋼殼鋰離子電池來說,價格仍然偏高。
  總結:其實無論是鋼殼鋰離子電池還是軟包鋰離子電池,在安全性能上的表現都是非常出色的,畢竟目前鋰離子電池的生產技術已經非常成熟,只要在日常使用時避免高溫、短路、過充、刺穿等情況的出現,都能夠避免我們所說的“爆炸”、起火等意外情況的出現。而對于我們常說的鋰離子電池和鋰聚合物電池來說,兩者都有著其各自的優缺點,如果你更加偏向于產品的性價比,就選擇18650電池,如果更加偏向于移動電源的外觀和體積,那么價格稍貴的鋰聚合物電芯才是首選。
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