聚合物鋰離子電池之所以能夠被大家認(rèn)為最有可能成為未來(lái)電池市場(chǎng)的助力軍,是因?yàn)槠渌苄戊`活性、質(zhì)量比能量高、電化學(xué)穩(wěn)定窗口較寬、安全可靠性高以及壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。那其工作原理如何呢?與液態(tài)鋰電池工作原理相同,充電時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。
液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,負(fù)極采用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6,典型的電池體系為:
(-) C | LiPF6—EC+DEC | LiCoO2 (+)
正極反應(yīng)(還原反應(yīng)):Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2)
負(fù)極反應(yīng)(氧化反應(yīng)):LixC6-xe-=6C+xLi+
電池總反應(yīng):Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
電池主要的構(gòu)造包括有正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。聚合物鋰離子電池在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中,高分子材料主要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或無(wú)機(jī)化合物,電解質(zhì)則用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì),或是有機(jī)電解液。
新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化(ATL電池最薄可達(dá)0.5毫米,相于一張卡片的厚度)、任意面積化和任意形狀化,大大提高了電池造型設(shè)計(jì)的靈活性,從而可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池。同時(shí),其單位能量比目前普通鋰離子電池提高了20%,且容量、環(huán)保等方面都較鋰離子電池有改善些。