聚合物鋰離子電池技術的探討與分析

鋰離子電池的結構特點

鋰離子電池的正極和負極活性物質(zhì)都是嵌入化合物。充電時，鋰離子從正極析出，通過電解液插入負極。實際上，鋰離子電池是通過在兩個電極之間來回插入和放下來充電和放電的，因此被稱為搖椅電池(RCB)。反應圖和基本方程如下:

2.聚合物鋰離子電池技術

2.1聚合物鋰離子電池的性能特點

聚合物鋰離子電池是使用固體聚合物電解質(zhì)(SPE)的鋰離子電池。電池由正極收集液、正極膜、聚合物電解質(zhì)膜、負極膜、負極收集液壓實復合成型組成，用鋁塑復合膜密封，其邊緣熱熔合密封，得到聚合物鋰離子電池。由于電解液膜為固態(tài)，不存在泄漏問題，電池設計自由度大，可根據(jù)要采用串并聯(lián)或雙極結構。

聚合物鋰離子電池具有以下特點:形狀柔性;更高的質(zhì)量比能量(是mh-ni電池的3倍);(3)電化學穩(wěn)定窗寬，可達5V;(4)安全可靠性完善;(5)循環(huán)壽命長，容量損失小;高容量的利用率;應用范圍廣泛。

其性能指標如下:工作電壓:3.8v;比能:130Wh/kg,246Wh/L;循環(huán)壽命:>300;自放電:<0.1%/月;工作溫度:253-328k;充電速度:每小時80%容量;3h達到100%容量;環(huán)境因素:無毒。

2.2陰極材料

鋰離子電池的特性和價格與其正極材料密切相關，一般來說，正極材料應滿足:在所需的充放電電勢范圍內(nèi)，與電解質(zhì)溶液具有電化學相容性;溫和電極過程動力學;高可逆性;4.在全鋰條件下，良好的空氣穩(wěn)定性。隨著鋰離子電池的發(fā)展，高性能、低成本的陰極材料的研究也在不斷地進行。目前研究重要集中在鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物[1]等鋰過渡金屬氧化物(見表1)。