聚合物锂离子电池工作原理

聚合物锂离子电池之所以能够被大家认为最有可能成为未来电池市场的助力军,是因为其塑形灵活性、质量比能量高、电化学稳定窗口较宽、安全可靠性高以及寿命长的优势。那其工作原理如何呢?与液态锂电池工作原理相同,充电时,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。

锂电池图片

液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,负极采用锂—碳层间化合物LixC6,典型的电池体系为:

(-) C | LiPF6—EC+DEC | LiCoO2 (+)

正极反应(还原反应):Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2)

负极反应(氧化反应):LixC6-xe-=6C+xLi+

电池总反应:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C

电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。聚合物锂离子电池在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。目前所开发的聚合物锂离子电池系统中,高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或无机化合物,电解质则用固态或胶态高分子电解质,或是有机电解液。

新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化(ATL电池最薄可达0.5毫米,相于一张卡片的厚度)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池。同时,其单位能量比目前普通锂离子电池提高了20%,且容量、环保等方面都较锂离子电池有改善些。

 

 

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