聚合物鋰離子電池

聚合物鋰離子電池(PUB)又稱聚合物鋰離子電池，是第二代可充電鋰離子電池。聚合物物理離子電池所用的正極和負(fù)極材料與上述液體鋰離子電池相同，工作原理基本相同。重要的差別在于電解質(zhì)。鋰離子電池使用液體電解質(zhì)，而聚合物鋰離子電池使用固體聚合物電解質(zhì)，它可以是干的或膠體的，現(xiàn)在重要是由聚合物膠體電解質(zhì)制成。據(jù)此，聚合物鋰離子電池可分為三類:

1)固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。電解質(zhì)是聚合物和鹽的混合物。這種電池在室溫下離子電導(dǎo)率低，適合高溫使用。

2)凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，提高離子電導(dǎo)率，使電池能在室溫下使用。

3)聚合物負(fù)極材料的離子電池。以導(dǎo)電聚合物為負(fù)極材料，其比能可達(dá)到現(xiàn)有鋰離子電池的三倍。

1.聚合物鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

聚合物物理離子蓄電池的電解質(zhì)是一種吸附在聚合物基體上的液體有機(jī)電解質(zhì)，稱為膠體電解質(zhì)。這種電解質(zhì)既不是自由的，也不是固體電解質(zhì)，所以它可以制成任何形狀和大小的電池，比如只有1毫米厚的極薄電池。一個12V的電池組只能有3毫米厚。由于沒有免費(fèi)的電解液的電池,電池能在低壓下工作,不會出現(xiàn)液體和溫柔的燃燒爆炸等安全問題,所以可以使細(xì)胞結(jié)構(gòu)大大簡化,不要金屬外殼和高壓排氣系統(tǒng),如魯侍萍蘇復(fù)合膜生產(chǎn)電池的外殼,可以提高整個細(xì)胞的特殊能力,甚至可以簡化收集充電保護(hù)裝置。聚合物鋰離子電池也可以作為一種正極聚合物材料，使其質(zhì)量比能大大提高。此外，聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面也比鋰離子電池有所提高。

鋰聚合物電池有一種特殊的結(jié)構(gòu)，它由五層相互重疊的薄層組成。第一層采用金屬頂端作為集電極。第二層是負(fù)的。第三層是膠體電解質(zhì)。第四層采用鋰箔作為正極。第五層是保溫層。五層的總厚度為0.1mm。該聚合物鋰離子電池的工作溫度為60-100℃。電池有一個嚴(yán)格的熱管理系統(tǒng)來控制它的正常工作溫度，以防止電池過熱，當(dāng)它突然失去一個大電流。鋰聚合物電池池通過消除液體電解質(zhì)，可以防止電池失效時電解質(zhì)放電造成的污染。

2.聚合物鋰離子電池的工作原理

聚合物鋰離子電池的正極和負(fù)極活性物質(zhì)與液體鋰離子電池相同。該負(fù)極可由高導(dǎo)電率材料、聚乙炔、聚苯胺或聚酚等制成。正極可為UCoO2、LiMnO、LiNiO2、LiMn2O等。例如，正極是UMn2O，負(fù)極是人造石墨。其電池充電(右)放電(左)的總化學(xué)反應(yīng)方程如下:

Lix-ymn2o4+yLiC6=LixMn2O4+yC6作為鋰離子聚合物電池的電解質(zhì)，其離子電導(dǎo)率應(yīng)高于10-3s/cm，

3.聚合物鋰離子電池的性能特點(diǎn)

最近,聚合物鋰離子單體電池的工作性能指標(biāo)是工作電壓3.8v,質(zhì)量特定能量的地址是150wh/公斤,體積比能是246wh/1,具體的功率是315w/公斤,循環(huán)壽命大于300次,自放電小于0.1%/月,操作溫度-25~60℃,充電速度lh能力達(dá)到80%,最多,3h達(dá)到100%產(chǎn)量。與液體鋰離子電池相比，具有安全性能好、微型化程度高、超薄、最大重量輕、適用溫度范圍寬、自放電小、能量密度高、成本低等明顯優(yōu)勢。特別是安全性能良好，聚合物鋰離子電池由于不存在u液問題，在結(jié)構(gòu)上采用了鋁質(zhì)軟包裝。