聚合物鋰電池

鋰電池原理

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負極則是特殊分子結構的碳．常

見的正極材料主要成分為LiCoO2，充電時，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出

鋰離子，嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中．放電時，鋰離子則從片層結構的碳中析出，

重新和正極的化合物結合．鋰離子的移動產生了電流．

鋰電池的種類

1、根據鋰電池所用電解質材料不同分類

可以分為液態鋰電池(lithiumionbattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰電池

(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP)兩大類。聚合物鋰電池所用的正負極材料與

液態鋰都是相同的，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區別在于電解質的不同,鋰電

池使用的是液體電解質,而聚合物鋰電池則以固體聚合物電解質來代替,這種聚合物可以

是“干態”的,也可以是“膠態”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質。聚合物鋰電池可分

為三類：

（1）固體聚合物電解質鋰電池。電解質為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常

溫下的離子電導率低，適于高溫使用。

（2）凝膠聚合物電解質鋰電池。即在固體聚合物電解質中加入增塑劑等添加劑，

從而提高離子電導率，使電池可在常溫下使用。

（3）聚合物正極材料的鋰電池。采用導電聚合物作為正極材料，其能量是現有

鋰電池的3倍，是最新一代的鋰電池。由于用固體電解質代替了液體電解質,與液態鋰電池相

比，聚合物鋰電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優點，也不會產生漏液與燃燒

爆炸等安全上的問題，因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼，從而可以提高整個電池的容

量；聚合物鋰電池還可以采用高分子作正極材料，其質量比能量將會比目前的液態鋰電池提

高50％以上。此外,聚合物鋰電池在工作電壓、充放電循環壽命等方面都比鋰電池有所提高。

基于以上優點，聚合物鋰電池被譽為下一代鋰電池。

2、按充電方式分類

按充電方式可分為不可充電的及可充電的兩類。不可充電的電池稱為一次性電

池，它只能將化學能一次性地轉化為電能，不能將電能還原回化學能（或者還原性能極差）。

而可充電的電池稱為二次性電池（也稱為蓄電池）。它能將電能轉變成化學能儲存起來，在

使用時，再將化學能轉換成電能，它是可逆的。

（1）不可充電的鋰電池有多種，目前常用的有鋰－二氧化錳電池、鋰—亞硫酰

氯電池及鋰和其它化合物電池。

（2）可充電的鋰電池有多種，如鋰-釩氧化物電池，鋰電池及國外新開發的鋰-

聚合物電池等。可充電鋰電池是目前手機中應用最廣泛的電池，但它較為“嬌氣”，在使用

中不可過充、過放（會損壞電池或使之報廢）。因此，在電池上有保護元器件或保護電路以

防止昂貴的電池損壞。鋰電池充電要求很高，要保證終止電壓精度在1%之內，目前各大半

導體器件廠已開發出多種鋰電池充電的ic，以保證安全、可靠、快速地充電。

3、按鋰電池外型分類

有方型鋰電（如常用的手機電池電芯）和柱形（如18650、18500等等....）。

4、按鋰電池外包材料分類

鋁殼鋰電池，鋼殼鋰電池，軟包電池。

5、按鋰電池從正負極材料（添加劑）分類

鈷酸鋰(LiCoO2)電池、錳酸鋰，磷酸鐵鋰電池，一次性二氧化錳鋰電池。

鋰離子電池主要結構成分

●正極材料（鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷酸鋰等及其混合物）

●負極材料（人造石墨、改性天然石墨等）

●隔膜材料（聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或兩者的復合膜）

●電解液（EC、PC、DEC、DMC、EMC等溶劑和六氟磷酸鋰配成的溶液）

●正負極端子（正負極耳）

●外殼（鋼殼、鋁殼、鋁塑膜）