鋰電池的概念使用非常頻繁,稍加留意,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)用這個(gè)概念其實(shí)是有廣義、較狹義和狹義三種區(qū)別的。廣義的鋰電池包括鋰原電池和鋰離子電池;由于鋰離子電池比鋰原電池應(yīng)用更廣,所以鋰電池在較狹義上通常是指鋰離子電池;在鋰離子電池內(nèi)部又有兩種分類:聚合物鋰離子電池和液態(tài)鋰離子電池,因?yàn)橘|(zhì)量更大、應(yīng)用更多的是液態(tài)鋰離子電池,所以鋰電池的狹義理解就是指液態(tài)鋰離子電池,而聚合物鋰離子電池又叫鋰聚合物電池,人們習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為聚合物電池。如果在廣義和較狹義的意思上比較鋰聚合物電池和鋰電池的區(qū)別,那么,唯一的就是種概念和屬概念的關(guān)系,鋰聚合物電池被包含于鋰電池。因此,具有比較意義的就是狹義層面上的比較:即聚合物電池和液態(tài)鋰離子電池的比較,基于此,以下用鋰電池代指液態(tài)鋰離子電池。
1、根本區(qū)別是原材料
這是二者各種不同表現(xiàn)的總根源。聚合物電池是指在正極、負(fù)極或電解質(zhì)三大組件中至少有一項(xiàng)使用高分子材料。高分子的意思是分子量大,與其相對(duì)應(yīng)的概念是小分子,高分子具有高強(qiáng)度、高韌性和高彈性。目前研發(fā)的聚合物電池高分子材料主要用于正極與電解質(zhì)。①聚合物電池正極材料除了采用鋰電池的無機(jī)化合物,還可以采用導(dǎo)電高分子聚合物;②、聚合物電池的電解質(zhì)有高分子電解質(zhì)(固態(tài)或膠態(tài))和有機(jī)電解液,鋰電池使用電解液(液體或膠體)
2、塑形區(qū)別
聚合物電池可以做到薄形化、任意面積化和任意形狀化,原因在于其電解質(zhì)可固態(tài)可膠態(tài)而非液態(tài),鋰電池則采用電解液,需要一個(gè)堅(jiān)固的外殼作為二次包裝容納電解液。因此,這也使得鋰電池增加了一部分重量。
3、安全性方面
當(dāng)前的聚合物多是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,當(dāng)內(nèi)部采用有機(jī)電解質(zhì)時(shí),即使液體很熱也不爆炸,因?yàn)殇X塑膜聚合物電池采用固態(tài)或膠態(tài)而無漏液,只是自然破裂。但是任何事情都不是絕對(duì)的,如果瞬間電流足夠大,發(fā)生短路,則電池自燃或爆裂并非不可能,手機(jī)和平板電腦安全事故的發(fā)生多由這種情況引起。
4、電芯電壓
由于聚合物電池采用高分子材料,可在電芯里做成多層組合達(dá)到高電壓,而鋰電池電芯標(biāo)稱容量是3.6V,要想在實(shí)際運(yùn)用中達(dá)到高電壓,則需要將多個(gè)電芯串聯(lián)在一起才能形成理想的高電壓工作平臺(tái)。
如果用以上幾個(gè)特點(diǎn)對(duì)比聚合物電池和鋰電池哪個(gè)好,那么結(jié)論就是一定的,然而,在市場(chǎng)上還是鋰電池的應(yīng)用占主體地位,這說明鋰電池也有相對(duì)優(yōu)勢(shì),我們繼續(xù)比較下去。
5、導(dǎo)電性
聚合物電池的固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低,目前主要是加入了一些添加劑使其成為凝膠電解質(zhì),以改善電導(dǎo)率。這也只是增加了離子電導(dǎo),不似鋰電池的電導(dǎo)率保持一個(gè)穩(wěn)定的值,而不會(huì)受輔助材料質(zhì)量的影響。
6、容量
聚合物電池的容量并無有效提升,與標(biāo)準(zhǔn)容量的鋰電池相比還有所減少。
7、制造工藝
聚合物電池越薄越好生產(chǎn),鋰電池越厚越好生產(chǎn),這使得鋰電池在應(yīng)用上可拓展領(lǐng)域更多。
8、價(jià)格
這是決定二者市場(chǎng)容量的關(guān)鍵因素,目前,市場(chǎng)上聚合物電池價(jià)格普遍高于鋰電池,這影響到二者的市場(chǎng)容量,前者與后者之比是1:9。
很難絕對(duì)的說聚合物電池和鋰電池哪個(gè)好,它們各有千秋,如果非要說個(gè)結(jié)論,則聚合物電池在小型應(yīng)用上多些,而鋰電池在大型應(yīng)用上更有前途,如果聚合物電池能夠突破價(jià)格和設(shè)計(jì)的局限性,或許代表了電池發(fā)展趨勢(shì),因其環(huán)保和安全性更符合潮流。