眾多周知,與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池具有更高的比容量、小型化、輕量化、薄型化、高安全性、長使用壽命和低成本的特點。從宏觀的角度來看,它們兩者除了電解質(zhì)不同外,正、負材料基本相同,那它們的工作原理有什麼的區(qū)別呢?下面主要介紹聚合物鋰離子電池的工作原理。
以正極材料是Li1-xCoO2,負極材料是鋰-碳層間化合物L(fēng)ixC6的電池為例:
(-) C | LiPF6-EC+DEC | LiCoO2 (+)
正極反應(yīng)(還原反應(yīng)):Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2
負極反應(yīng)(氧化反應(yīng)):LixC6-x=6C+xLi
電池總反應(yīng):Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
綜述,聚合物鋰離子電池的原理與傳統(tǒng)鋰離子電池基本相同。電池都是由正極、負極與電解質(zhì)構(gòu)成的。而聚合物鋰離子電池的這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。
目前,鋰電企業(yè)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)用於正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所採用的無機化合物;電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子材料,或是有機電解液。一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液,因此需要堅固的二次包裝來容納可燃的活性成分,這就增加了重量,另外也限制了尺寸的靈活性。
聚合物鋰離子電池可分為三類:(1)固體聚合物鋰離子電池;(2)凝膠聚合物鋰離子電池;(3)聚合物正極材料鋰離子電池。