锂离子电池和锂聚合物电池概述

18通信电源技术

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能源技术

锂离子电池和锂聚合物电池概述

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郑如定

武汉洲际通信电源集团公司430035武汉

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摘要高比能量、长循环寿命的二次电池是电化学界专家致力研制对象。当前，安全可靠、有利于环保、高功率密度、体积小、重量轻的新型二次锂电池正被广泛应用。文中通过对新型 的锂离子电池、锂聚合物电池与铅酸电池、镍镉电池、镍氩电池等比较，突出了其优点；介绍了 新型的貍离子电池、锂聚合物电池的构成、工作原理、电极材料特性及发展前景。

关键词锂离子电池锂聚合物电池电极材料工作原理

分类号1财911

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自1859年0381011？丨抑化提出铅酸电池概念以来，化学电源界一直在研制新的髙比能量、长循环寿命的二次电池，经历了铅酸电池、键镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池几个阶段。

镍镉电池电路简单，充电速度较快I能承载较大电流。但由于镍镉电池重、储电量小、污染性强，加之具有记忆效应，此类电池正逐步退出 主流市场。

镍氢电池不含有镉金属，分解后对环境的污 染很小，是一种安全可靠、有利于环保的电池。它的贮能密度比旧式镍镉电池高一倍，比新式镍

收稿镉电池高30^~509^，用于移动电话中可使通 话时间延长30亨6。不过，这种电池和镍镉电池 一样，也有记忆功能，不过没有那么明显。镍氧电池储电量较大，待机时间长，价格适中，基本上可以满足一般用户的需求。

近年来，重量轻、能量大、自放电率低的二次锂电池在市场出现，备受广大消费者的欢迎。目前，投人市场的二次锂电池也多为锂离子电池 和裡聚合物电池。

1(液态丨锂离子电池

1.1锂离子电池基本原理

现在被广泛使用的锂离子电池是由锂电池发 展而来的。锂离子电池的正极材料是氧化钻锂

等，负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离 子在负极碳材中的嵌人与迁出来实现电池的充放 电过程。当对电池进行充电时，电池的正极上有 裡离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负 极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微 孔，到达负极的锂离子就嵌人到碳层的微孔中，嵌人的锂离子越多，充电容量越高3同样道理，当对电池进行放电时（即使用电池的过程广嵌 在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。因到正极的锂离子越多，放电容量越高。通常所 说的电池容量指的就是放电容量。

在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于 从正极―负极—正极的运动状态。如果把锂 离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为 电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们给锂离子电 池~个可爱的名字摇椅式电池110(^1^011311-8811^635简称为1108。基于其实质为浓差电 池，日本工业称之为电池，而欧洲 工业称之为纟831161-1680

1.2锂离子电池构成及优点

锂离子电池的主要构成：（丨）电池盖；^

正极一活性物质为氧化钻锂等；〈3〉隔膜----种特殊的复合膜；负极一活性物质为碳;^有机电解液；巧）电池壳。锂离子电池的优越性是针对于传统的镉镍电池（^/(^) 和氢锦电池阽只）来讲的，主要体现在以下几个方面：

⑴工作电压高

⑵比能量大；

⑶循环寿命长

⑷自放电率低

⑶无记忆效应

⑷无污染。

1.3锂离子电池的电极材料和电解质

⑴正极材料

锂钴氧化物。其理论容量密度为274 目前其实际容量密度约为140111八11/8。由于其具有生产工艺简单和电化学 性质稳定等优势，所以率先占领市场。作为锂离

子电池正极材料的锂钴氧化物具有电压高、放电平稳、适合大电流放电、比能量高、循环性好的 优点，其结构适合锂离子嵌人和脱出。在反复的充放电过程中，由于锂离子的反复嵌人与脱出，使活性物质的结构在多次收缩和膨胀后发生改 变，同时导致1^002发生粒间松动而脱落^使 内阻增大，容量减小。

锂镍氧化物。锂镍氧化物的理论容量密度为 274111^1/8，实际容量密度已达190I I I八11/客~ 210 17^11/80其自放电率低，没有环境污染，对电解液的要求较低。芍1^002相比，1；1^02具有一定的优势。这是由于钻与镍相比，价格高、储量少。口见02与1冗00结构相同，取代容易。

锂锰氧化物。锂锰氧化物理论容量密度为 283实际容量密度在16010八卜/^； ~ 190111入之间。其突出优点是稳定性好，无污染，工作电压高，成本低廉。目前应用较多的是尖晶石型1^510204，其具有」维隧道结构，比层间化合物更利于的嵌人与脱出。1^站11204是最具发展潜力的锂离子电池正极材料，合成方法 有固相法和液相法，作为人九型锂离子电池正 极，可使电池容量密度达400咖从/^,平均工作 电压达3.8 V。

纳米正极材料。作为锂离子电池用的纳米正 极材料，已有纳米结晶尖晶石1^111204、钡镁锰矿型财1102纳米纤维、聚吡咯包覆尖晶石型 1^111204纳米管、聚吡咯7乂205纳米复合材料，其高空隙率为锂离子的嵌入与脱出和有机溶剂分 子的迁移提供了足够的空间。目前，国内的研究机构已开发合成了钡镁锰矿型纳米锰氧化物.钡 镁锰矿与水羟锰矿型复合层状纳米锰氧化物。

综上所述，1^0)02在今后仍然有发展潜力。因为具有良好的电化学性能和3.6 V的工作电压，且目前对1冗002的研究已较为成熟，在短期内仍将是市场的主流产品。但1^：002与电解液的相容性不理想是需要解决的问题。另外，由于其价格较贵，加上钻的储量有限，如果在性能价格比上没有突破的话，将有可能逐步被 取代。

1^1；02具有价格和储量上的优势，其实际

容量已接近理论容量的70^ ~80^0尽管 1^102有自放电率低，没有环境污染，对电解 液的要求较低等优点，但只有提高其工作电压，并在制备方法上适应工业生产的要求，才具有更好的实用性。

口财0204具有安全性好、无环境污染、工作电压髙、成本低廉的特点，其三维的隧道结构，比层间化合物更利于锂离子的嵌人与脱出，因此是现在和今后一段时间内的主要研究对象。但111^11204与电解液的相容性不佳，其高温循环寿 命短等是亟待解决的问题。

纳米材料、钒氧化物等新型材料，虽然目前还处于探索阶段，离实用还有相当距离，但它的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注人了活 力0

0负极材料

碳粉价格便宜，无毒性，在充放电过程中无 树枝状锂产生’故碳粉适用于嵌人式二次锂电池 的使用。通常以锂嵌人后的碳取代锂金属作为负极。

电解质

电解质的研究开发对锂离子二次电池的性能 和发展是非常重要的。锂离子二次电池的成本将 主要取决于电解质的成本。锂离子电池对电解质 溶液的要求是：应有较高的导电性，特别是对负极要有高的锂嵌人量和相容性；有机溶剂的分解 电压要高，以减少自放电和电池内部的气体压 力；使用安全、无污染、价格低廉。

目前锂离子二次电池主要使用的锂盐有：1^10104^ 1认3？6、1；？？6一般将它们溶解于 非质子性的有机溶剂中，如碳酸丙烯酯〔？0、碳酸乙烯酯（枕)、碳酸二甲酯〈0从0、四氢呋喃（丫册、乙二醇二甲醚（抓幻等，为了改善性能常采用混合有机溶剂。有人认为 0104为强氧化剂，使用不安全，不宜用于电池；

虽然性能颇佳，但有毒且价格较贵更不 应使用；匕？『6提纯困难、价格较责，但被认为 是目前较合适的电解质，一般将它溶解入以：和0财0的混合溶剂中，与0姑6的配比以3:7或8:2时溶剂对碳电极的相容性较好，电解质的浓度为1―]/!^。

2锂聚合物电池

锂聚合物电池是目前最先进的可充电电池，欧、美、日等各国都大力进行研究和开发。聚合物锂离子电池主要优点：体积小、重量轻、能量密度高020則160识^!/!^)、自放电小、无记忆效应、安全性能好、可制成任意形 状（这是最为关键的〉。

现有的锂离子充电池由于电解液较多，可燃性高，在安全方面难以保证。而锂髙分子充电电 池使用多孔性高分子材料为电解质，减少了电解液，不易泄露，因而能够确保其安全性。该电池的重量能量密度要达到丨30体积能量密度为300双1！71，输出功率密度为400驭八8。现 有的尺!/姑II充电池的重量密度为60识11/0~ 65双11/4、锂离子充电池为90~ 100奶1赴8。

锂聚合物电池主要由正极、负极与隔离纸等 构成。目前所开发的锂聚合物电池中，高分子材料主要被应用于正极及电解质。正极的材料包括 有导电性高分子、有机硫磺系化合物，或一般锂 离子二次电池所采用的无机化合物。电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质，或是有机电解 液；负极则通常采用锂金属或裡碳层间化合物。

锂聚合物电池跟现在市面上的锂离子电池来 比较的话，锂聚合物电池在形状、充放电、信赖性与环境问题等方面都还有相当大的发展空间。在形状方面，锂聚合物电池具有可薄形化、可任意面积化与可任意形状化等多项优点，因此可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池。在充放电特性方面，锂聚合物电池因为可以采用高 分子正极材料与裡金属负极，其重量能量密度将 会较目前的锂电子二次电池提高5070以上。而在信赖特性方面，则因为高分子锂二次电池的电 解质采用髙分子材料，不会产生漏液与燃烧爆炸 等安全上的顾虑。目前许多厂商都已推出商品化

叠片式聚合物锂离子电池设计规范

一、叠片式聚合物锂离子电池设计规范 1. 设计容量 为保证电池设计的可靠性和使用寿命，根据客户需要的最小容量来确定设计容量。 设计容量（mAh）= 要求的最小容量×设计系数（1） 设计系数一般取1.03~1.10。 2. 极片尺寸设计 根据所要设计电池的尺寸，确定单个极片的长度、宽度。 极片长度Lp： Lp = 电池长度－A－B （2） 极片宽度Wp： Wp = 电池宽度－C （3） 包尾极片的长度Lp′： Lp′= 2Lp+ T'-1.0 （4） 包尾极片的宽度Wp′： Wp′= Wp-0.5 （5） 其中： A —系数，取值由电池的厚度T决定，当 （1）T≤3mm时，对于常规电芯A一般取值4.5mm，大电芯一般取值4.8mm； （2） 3mm＜T≤4mm时，对于常规电芯A一般取值4.8mm，大电芯一般取值5.0mm； （3） 4mm＜T≤5mm时，对于常规电芯A一般取值5.0mm，大电芯一般取值5.2~6.0mm； （4） 5mm＜T≤6mm时，对于常规电芯A一般取值5.2mm, 大电芯一般取值5.4~6.0mm。

B —间隙系数，一般取值范围为3.6~4.0mm； C —取值范围一般为2.5~2.6mm（适用于双折边）； T'—电芯的理论叠片厚度，T'的确定见6.1节. 图1.双面极片、单面正极包尾极片示意图 3. 极片数、面密度的确定： 确定极片的数量N，并根据电池的设计容量来确定电极的面密度，电池的设计容量一般由正极容量决定，负极容量过剩。在进行理论计算时，一般正极活性物质的质量比容量取140mAh/g，负极活性物质的质量比容量取300mAh/g。 N =（T-0.2）/0.35±1（6） 注：计算时N取整，并根据面密度的值来调整N。 S 极片 = Lp×Wp（7） C 设 = C 正比 ×S 极片 ×N×ρ 正 ×η 正 （8） C 负 = C 设 ×υ（9） = C 负比×S 极片 ×N×ρ 负 ×η 负 （10） 其中： S 极片 —单个极片的面积； C 正比 —正极活性物质的质量比容量，一般取值140mAh/g； η正—正极活性物质的百分含量； ρ正—正极极片的双面面密度（g/m2）； C 负 —负极的设计容量； υ—负极容量过剩系数，一般常规电池取值1.00~1.06；DVD电池以及容量大于2000mAh的取值1.05~1.12； C 负比 —负极活性物质的质量比容量，一般取值300mAh/g；

聚合物锂离子电池使用操作说明

聚合物锂离子电池使用操作说明 尊敬的客户： 请仔细阅读并遵照以下注意事项正确使用和操作本公司产品，不正确的使用和操作方法会降低电池的性能，并可能导致电池发热、气胀、破裂、冒烟或者着火等。 1．电池操作注意事项 1）铝塑膜包装材料 1.1由于电芯外包材料铝塑膜容易受尖锐物刺破，必须小心操作。 1.2禁止用尖锐部件碰撞或刮擦电池表面。 1.3安装位置与电芯接触面不可以有尖角，凸起。 1.4避免导电体（包括极耳，引线，电子元件等）与电芯铝塑膜的断口接触。 2）极耳 电池极耳的机械强度并非十分坚固，弯折容易断裂，尤其是正极耳，禁止多次弯折极耳。 3）折边 折边已在电池生产过程中完成，不能随意翻折，随意翻折电芯的折头尤其容易损伤电池，禁止打开或破坏电池的折边和折头。 4）机械 4.1 禁止用硬物敲打、用力踩踏或其它方式对电池进行撞击。 4.2禁止坠落，抛掷或者随意弯折电池。 5）短路 5.1短路会导致电芯严重损坏，任何时候禁止短路电芯。 5.2禁止正负极耳直接接触或同时与金属物体接触。 5.3禁止用金属导线将电池正负极直接相连。 6）保护板焊接 6.1使用小于100W恒温烙铁在极耳焊锡，温度控制在350℃以下。 6.2烙铁头在极耳上连续停留的时间不能超过3秒，焊接次数不能连续超过3次。 6.3禁止电烙铁头接触电池表面。 6.4焊接位置距离极耳根部1厘米以上，若达不到此要求则不允许连续焊接。 6.5电芯极耳最好通过导线与保护板相连。 6.6如果镍片表面不干净，焊接时先用刮片把镍片表面刮干净，然后上锡，再焊了、导线或保护板 6.7 必须在极耳冷却后才能再进行二次焊接。 2电池使用注意事项 1)充电 1.1充电时，充电电流电压及充电温度不得超过规定的标准如果超过定值可能会对电芯的充放电性能， 机械性能及安全性能造成破坏，进而可能导致电池发热、气鼓及泄漏甚至起火。 1.2充电电压：充电电压不得超过本产品规格书中规定的充电电压4.20±0.05V 1.3充电电流：充电电流不得超过本产品规格书中规定的最大充电电流。 1.4充电温度：充电时必须在本产品规格书中规定的温度范围内充电。 1.5禁止反向充电：正确连接电池的正负极，严禁反向充电，若电池正负极接反，将无法对电芯进行充 电。同时。反向充电会降低电芯的充放电性能，安全性，并会导致发热、泄漏。

锂离子电池和锂聚合物电池概述

18通信电源技术 761^00111？0霣打’1'枕|11|0|0#682002年10月第5期 能源技术 锂离子电池和锂聚合物电池概述 0*061^1 00 11161汕丨皿1~ ！011831^30^ 1池1画沈63^ 郑如定 武汉洲际通信电源集团公司430035武汉 识1111811211011)1X61600111？0^61 811^1^ (^(^口’乙10. 摘要高比能量、长循环寿命的二次电池是电化学界专家致力研制对象。当前，安全可靠、有利于环保、高功率密度、体积小、重量轻的新型二次锂电池正被广泛应用。文中通过对新型 的锂离子电池、锂聚合物电池与铅酸电池、镍镉电池、镍氩电池等比较，突出了其优点；介绍了 新型的貍离子电池、锂聚合物电池的构成、工作原理、电极材料特性及发展前景。 关键词锂离子电池锂聚合物电池电极材料工作原理 分类号1财911 ^5511^01 7116 360011(131^ 1)^1161^ ^1111 3 名如 1)11 0&011(1 ^011^ 011^16 11(6 16 #116 0^601 1636810116|1^6160100―01161010811^0^3^8^8,111600^6111(111111111)81161^“1186(1？01 11 18 88(6 311(11^1181)16^ 60)311 811汾 12名1)1，客00(1 101-6211110111116111 ^016^11011 评I'出乂名如口0界611 ^611311^ ^『101110010^)81180115 1^61^6611 110761 11~10111)31161^，11(11111111只1)31161^如。1^9^ ~ 8011^11101561~0&011111)111161113^^81113^6 15 旧名卜衫名“鉍丄1116 8180 11111-0(111069 11)6 00111^08111011 ^0^61~311011 卩『把亡七匕0？ 1)16 110^*1 11~1011 1)31(61^ 311(11|~只01^1！167 1)81161^ 311(11|16 01181-8016081108 0？山6斤6160170(16 1113161181 311(1 1116^ ^01^5 11-100 1)81161^，1！~ 00&11161 1)311衍了，61601？0^6 111816081^ 0^1811011 ^011011)16 自1859年0381011？丨抑化提出铅酸电池概念以来，化学电源界一直在研制新的髙比能量、长循环寿命的二次电池，经历了铅酸电池、键镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池几个阶段。 镍镉电池电路简单，充电速度较快I能承载较大电流。但由于镍镉电池重、储电量小、污染性强，加之具有记忆效应，此类电池正逐步退出 主流市场。 镍氢电池不含有镉金属，分解后对环境的污 染很小，是一种安全可靠、有利于环保的电池。它的贮能密度比旧式镍镉电池高一倍，比新式镍 收稿镉电池高30^~509^，用于移动电话中可使通 话时间延长30亨6。不过，这种电池和镍镉电池 一样，也有记忆功能，不过没有那么明显。镍氧电池储电量较大，待机时间长，价格适中，基本上可以满足一般用户的需求。 近年来，重量轻、能量大、自放电率低的二次锂电池在市场出现，备受广大消费者的欢迎。目前，投人市场的二次锂电池也多为锂离子电池 和裡聚合物电池。 1(液态丨锂离子电池 1.1锂离子电池基本原理 现在被广泛使用的锂离子电池是由锂电池发 展而来的。锂离子电池的正极材料是氧化钻锂

聚合物电芯和锂电芯区别

聚合物电池和锂电池区别 18650锂离子电池：主要有镍氢电池、锂离子电池、磷酸铁锂 聚合物电池：以钴酸锂材料为正极，碳材料为负极，电解质采用固态或凝胶有机导电膜组成，并采用铝塑膜做外包装的最新一代的可充电锂离子电池 聚合物是液态锂电池的更新换代产品，不仅具有液态锂离子电池存在的爆炸的安全隐患，具有更高的能量密度；同时外形更灵活，方便，重量轻巧；产品性能均达到或超过液态锂离子的技术指标，更具有安全性，受到国内外电子厂商及设计公司的青睐。 1.安全性能好 聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装，有别于也爱电芯的金属外壳，一旦发生安全隐患，液态电芯容易爆炸，而聚合物电芯最多只会气胀。 2.厚度小，能做的更薄 普通液态锂电池采用先定制外壳，后塞正负极材料的方法，厚度做到3.6mm以下，存在技术瓶颈，聚合物电芯部存在这一问题，厚度可做到1mm以下，符合时下手机需求的方向。 3.重量轻 聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电池轻40%，较铝壳电池轻20%。 4.容量大 聚合物电池同等尺寸规格的钢壳电池容量高10-15%,较铝壳电池高5-10%，成为彩屏手机及彩信手机的首选，现在市面上新出的彩屏和彩屏手机也大多采用聚合物电芯 5.内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小，目前聚合物的电芯内阻甚至可做到35mΩ以下，极大的减低了电池的自耗电，延长手机的待机时间，完全可以达到与国际接轨水平这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择，成为最有希望替代镍氢电池的产品。 6.形状可定制 聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度，开发新的电芯型号，价格便宜，开模周期短，有的甚至可以根据手机形状量身定做，以充分利用电池外壳空间，提升电池容量。 7.放电特性佳 聚合物电池采用胶体电解质，相比液态电解质交替电解质具有平稳的放电性和更高的放电平台。 8.保护板设计简单

聚合物锂离子电池使用注意事项

聚合物锂离子电池使用注意事项 一、电芯操作注，他说：想发财就去万通商联找优质表带供货商！注意事项 由于电芯属于软包装，为保证电芯的性能不受损害，必须小心对电芯进行操作。 1.铝箔包装材料 铝箔包装材料易被尖锐部件刺损，诸如镍片、尖针。 禁止用尖锐部件碰撞电池 应清洁工作环境，避免有尖锐部件存在 禁止用钉子及其它利器刺穿电池 禁止将电池与金属物，如项链、发夹等一起运输或贮存 2.顶封边 顶封边非常容易受到损害 禁止弯折顶封边 3.折边 折边在电池生产过程中已完成，并通过了密封测试。 禁止打开或破坏折边 4.极耳 极耳的机械强度并非异常坚固，特别是铝片。 禁止弯折极耳 5.机械撞击 禁止坠落、冲击、弯折电芯 禁止用锤子敲击或踩踏电池 禁止敲击或抛掷电池。 6.短路

任何时候禁止短路电芯，它会导致电芯严重损坏 禁止用金属物如电线短路连接电池正负极 二、聚合物锂离子电池测试标准环境 环境温度： 20±5℃ 相对湿度： 45~85% 在测试前电池都要先放完电 三、聚合物锂离子电范充放电注意事项 1.充电 充电电流及充电电压不得超过以下标准，如超过规定值可能会对电芯的充放电性能、机械性能及安全性造成造成损坏，进可能导致发热及泄漏。 电池充电器必须能恒流恒压充电； 充电时的单体电池充电电流必须在1C5A以下； 充电时温度范围在0~+45℃； 充电时电压不能超过4.23V。 2.放电 放电电流不得超过以下标准，放电必须在本标准范围内进行。 单体电池放电电流必须小于2C5A； 放电时温度范围在-20~+60℃； 单体电池放电终止电压不小于2.75V。 3.过放电 需要注意的是，在电芯长期未使用期间，它可能会用其自放电特性而处于某种过放电状态。为防止过放电的发生不能过放电使单体电池低于2.5V。 4.具体应用时要求加合格保护电路板。

卷绕式聚合物锂离子电池设计规范

一、卷绕式聚合物锂离子电池设计规范 1. 设计容量 根据客户需要的最小容量来确定设计容量。 设计容量（mAh）= 要求的最小容量×设计系数（1） 设计系数一般取1.05~1.15。 2.极片方式 正极负极正极负极 1.竖卷式 2.横卷式 根据电池的宽度确定极片的设计方式，一般宽度＜20mm的电池采用第一种竖卷的设计方式；宽度≥20mm的电池采用第二种横卷的设计方式。 3.卷针的确定 卷针的宽度Wj由以下公式确定： Wj = W-T-λ（2） 其中： W —电池的宽度； T —电池的厚度； λ—卷芯与包装袋在宽度方向的空隙差值，一般取2~3mm。 卷针厚度Tj由卷针的宽度决定,具体见表1 表1.卷针的宽度 4. 卷芯尺寸的确定 4.1 卷芯厚度 卷芯的厚度T'是指正负极片卷绕成的电芯卡紧后的厚度(不包括包装膜的厚度)，一般是根据实际电池的厚度确定的，有以下关系： T' = T-Φ（3）

其中： T —电池的厚度； Φ—系数，一般取0.7~0.9mm，具体数值根据电池的厚度决定。 4.2 卷芯宽度 卷芯的宽度w'是极片卷绕后的电芯的宽度，由以下公式确定： w' = w j＋T j＋T'＋δ（4） 其中： w j—卷针的宽度； T j —卷针的厚度； T'—卷芯的厚度； δ—系数，一般取0.5~1。 5.极片的设计 5.1 极片宽度的确定： 极片的宽度Wa根据卷绕的方式不同分别由以下公式确定(正、负极极片的宽度相同)： 横卷：Wa = L-ω（5） 其中： L —电池的长度； ω—系数，根据电池的厚度决定，一般≤3mm的电池取值6.5~7.5mm；＞3mm 的电池取值7.0~7.5mm。 竖卷：Wa = L-φ（6） 其中： L —电池的长度； ω—系数，一般取值2.5~3.0mm。

聚合物锂离子电池技术

聚合物锂离子电池技术 摘要：本文阐述了不得聚合物锂离子电池的结构特点，从正极材料、电解质、负极材料等几方面综述了聚合物锂离子电池的技引言 能源和环境是人类进入21世纪必须面对的两个严峻问题，开发新能源和清洁可再生能源是今后世界经济中最具决定性影响的技术领域之一。锂离子电池自问世以来发展极快，这是因为它正好满足了移动通讯和笔记本电脑迅猛发展对电源小型化、轻量化、长工作时间、长寿命、无记忆效应和对环境无公害等的要求。而聚合物固态电解质代替液体电解质来制造聚合物锂离子电池，则是锂离子电池的一个重大进步，其主要优点是具有高的可靠性和加工性，可以做成全塑结构，从而使制造超薄及自由度大的电池的愿望得以实现。 1 锂离子电池的结构特点 锂离子电池的正负极活性物质均为嵌入化合物，充电时Li+从正极脱出，经过电解质插入到负极；放电时则相反，电池的充放电过程实际上是Li+在两个电极之间来回嵌入和脱出的过程，故这种电池又称为“摇椅电池”（Rocking Chair Batteries，缩写为RCB）。其反应示意图及基本反应式如下所示：

2. 聚合物锂离子电池技术 2.1 聚合物锂离子电池的性能特点 聚合物锂离子电池是指电解质使用固态聚合物电解质（SPE）的锂离子电池。电池由正极集流体、正极膜、聚合物电解质膜、负极膜、负极集流体紧压复合成型，外包封铝塑复合薄膜，并将其边缘热熔封合，得到聚合物锂离子电池。由于电解质膜是固态，不存在漏液问题，在电池设计上自由度较大，可根据需要进行串并联或采用双极结构。 聚合物锂离子电池具有以下特点：①塑形灵活性；②更高的质量比能量（3倍于MH-Ni电池）；③电化学稳定窗口宽，可达5V；④完美的安全可靠性；⑤更长循环寿命，容量损失少；⑥体积利用率高；⑦广泛的应用领域。

锂离子电池基本知识

锂离子二次电池简介 概述： 锂离子二次电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池，正极采用锂化合 物LiCoO 2、LiMn 2 O 4 ,负极采用锂—碳层间化合物Li x C 6 ，电解质为溶解有锂盐LiPF 6 、 LiAsF 6 等的有机溶液。在充、放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象地称为“摇椅电池”（Rocking Chair Batteries,缩写为RCB）。锂离子二次电池由于工作电压高（3.6V）、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，在移动电话、摄相机、笔记本电脑、便携式电器上得到大量应用。 一、工作原理 1、化学反应方程式 锂离子电池正极主要成分为LiCoO 2 ，负极主要为C，充电时 正极反应：LiCoO 2 Li ( 1-x) CoO 2 + xLi+ + xe- 负极反应：C + xLi+ + xe- CLi x 电池总反应：LiCoO 2 + C Li ( 1-x) CoO 2 + CLix 放电时发生上述反应的逆反应。 2、化学反应原理图 二、命名 根据IEC61960标准二次锂电池的标识如下: 1. 电池标识组成3个字母后跟5个数字（圆柱形）或6个（方形数字）； 2. 第一个字母表示电池的负极材料：I表示有内臵电池的锂离子，L表示锂金属电 极或锂合金电极; 3. 第二个字母表示电池的正极材料：C基于钴的电极，N基于镍的电极，M基于锰 的电极V基于钒的电极; 4. 第三个字母表示电池的形状：R表示圆柱形电池，P表示方形电池;

5. 数字:圆柱形电池5个数字分别表示电池的直径和高度,直径的单位为毫米,高度 的单位为十分之一毫米，直径或高度任一尺寸大于或等100mm时两个尺寸之间应加 一条斜线。方型电池6个数字分别表示电池的厚度、宽度和高度，单位均为毫米， 三个尺寸任一个大于或等于100mm时尺寸之间应加斜线，三个尺寸中若有任一小于 1mm,则在此尺寸前加字母t，此尺寸单位为十分之一毫米。 例如： ICR18650：表示一个圆柱形二次锂离子电池正极材料为钴其直径约为18mm高约为 65mm。 ICR20/1050 ICP083448：表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴，其厚度约为8mm,宽度约 为34mm，高约为48mm。 ICP08/34/150：表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为8mm,宽度约 为34mm，高约为150mm。 ICPt73448：表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为0.7mm,宽度约 为34mm，高约为48mm。 三、组成结构 1、正极 正极材料一般由钴酸锂、导电石墨、碳黑、粘接剂、溶剂等组成。 2、负极 负极材料一般由碳黑、粘接剂、溶剂等组成。 3、隔膜纸 隔膜纸由PP、PE复合膜组成，厚度一般为25微米，国内有些厂家也有用16 微米的，著名的生产厂家有日本UBE。 4、电解液 电解液为溶解有锂盐LiPF 6、LiAsF 6 等的有机溶液，常用的有机溶液有EC（碳 酸乙烯酯）、DEC（二乙基碳酸）、DMC（二甲基碳酸）等。 5、绝缘垫片 6、外壳 有钢壳和铝壳。 四、制造工艺

聚合物锂离子电池测试标准

1.0范围scope 本规范规定了聚合物锂离子电池定义、要求、测验方法。 本规范适用于聚合物锂离子电池（聚合物软包/固态/二次圆柱/一次圆柱），不适用于动力电池。 2.0 3.0引用标准reference standard 下列是本文引用的标准。执行本规范时，所示版本均应为有效版本。使用本规范的各部门应注意下列引用标准是否是最新版本。 GB/T2900.11-1988蓄电池名词术语 GB/T18287-2000蜂窝电话用锂离子电池总规范 UL 1642 锂电池安全测试标准 4.0 定义definition 4.1充电限制电压--电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。 4.2标称容量—指电池在环境温度为25±2℃的条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示, 单位为Ah(安培小时)或mAh(毫安小时)。 4.3恢复容量—在规定的温度、时间下贮存一段时间，电池放电后进行充电，并再次放电的容量。 4.4标称电压—用以标识电池电压的适宜的近似值。 4.5终止电压—规定放电终止时电池的负载电压。 4.6漏液—可见液体电解液的漏出。 4.7鼓胀—电池内部压力增加，内有气体，厚度（直径）膨胀率108%以上。 4.8破裂—由于内部外部因素引起电池外壳的机械变形，导致内部物质暴露或溢出，但没有喷出。 4.9起火—电池有可见火焰或冒黑烟等。 4.10爆炸—电池的外壳猛烈破裂导致主要成分抛射出来。 4.11聚合物软包—外包装膜为铝塑膜可循环充放电使用的电池。 4.12聚合物固态—外包装膜为铝塑膜，内部极片与隔膜混为一体可循环充放电使用的电池。 4.13聚合物二次圆柱—可循环充放电使用的聚合物圆柱电池。 4.14聚合物一次圆柱—不可再次充放电使用聚合物圆柱电池。 5.0测试条件和要求test conditions and requirement

聚合物锂离子电池电池基本生产工艺流程

聚合物锂离子电池基本生产工艺流程 目的:将粉状材料搅拌成糊状浆料 Polymer/DBP(增塑剂)/Carbon/LiCoO 2(Cathode) or Graphite(Anode)/Solvent 控制点:固含量/浆料颗粒直径的分布/粘度 目的:将糊状浆料涂制成薄膜 控制点:膜片一致性(重量&厚度)/机械强度/干燥度 Laminating:在一定温度下通过一定的压力将集流体、阴/阳极材料、隔离膜热 复合成电芯单体的基本结构。 Lam 1产品：Electrode 控制点：Temperature/Pressure /Thickness Anode/Cathode/Separator Separator 要求：Electronic insulator/Ionic conductor; Mechanical strength 控制点：Temperature/Pressure/Gap/Thickness 产品：Bi-cell 为Li 离子打通通道 Tab TAB Lead Sealant 0.1~0.15mm 控制点：Temperature/Pressure 控制点：Temperature/Time 85±5℃,4h (55A5130:20H) Composition: Salt; Organic solvent(有机溶剂) 要求：high ionic conductivity; chemical/electrochemical stable; good LT/HT performance 大电池：2 h; 中小电池：1h 干燥房

通过恒流/恒压充放电激活电池 CC ---Constant Current CV---Constant V oltage Pre-degassing 耐高温性能测试(85℃/4h) 55A5130 :75℃/24h 经封装，在真空状态下通过一定压力时间真空度将电芯内气体抽出，并保 证密封度 成型过程（外观要求）Trimming/Folding 将Ni片焊到Al Tab上,因Al Tab不易上锡、易断 电性能测试参数：Open Current V oltage、Impedance、Capacity QAI-002 聚合物锂离子电池的四个检测方法： 1．电性能 charge/discharge; capacity; voltage/impedance; cycle life 2．环境适应能力 LT/HT performance; vibrate; collide;自由跌落；恒定湿热 3．安全性能 过充过放保护；短路保护 4．存储性能 荷电保持能力；高温高湿存储性能 准备:Nelson 12/03/03 审核:Kevin 批准:Vicky

聚合物锂离子电池芯检验规范

聚合物锂离子电池芯检验规范 1目的 本标准规定了聚合物锂离子电芯的常规测试方法和要求，及质量评定程序；提供公司产品开发的依据，并在此基础上进行电芯的品质、安全性和风险性评价。 2适用范围 本规范规定了生产的聚合物锂离子常规电芯各项性能的测试方法、要求及质量评定程序。本规范仅在内部使用，对外标准以产品规格书为准。所有测试方法如引用标准，本公司按照本规定的标准进行测试，原则上参考引用标准。对于特定产品的开发参照本标准，作为评估风险的依据，但相关项目不作为最后判定依据。具有明确客户接受的规格书产品的检测，可以依规格书检测，相应的质量风险由相关人员承担。 3职责与权限 3.1检测中心负责本标准的制定和修订； 3.2检测中心负责本标准的执行和维护。 4定义: 4.1聚合物锂离子电芯 Polymer Lithium Ion Battery（PLIB） 指采用铝塑包装膜为外壳的叠层式或卷绕式锂离子电芯，指不具备有特殊的功能和要求的电芯简称聚合物锂离子常规电芯（包括高温电芯）。 4.2充电限制电压 Limited Charge Voltage 按规定，电芯由恒流充电转恒压充电时的电压值4.20V。 4.3放电截止电压 Cut-off Voltage 电芯终止放电时的电压3.00V。 4.4额定容量 Rated Capacity

指电芯在环境温度为20±5℃时，以5h时率放电至终止电压时所提供的容量，用C 5表示,单位Ah(安培小时)或mAh(毫安小时)。 4.5基准电流 Basic Current /1h.。 充放电电流必须以额定容量为基准,电流值用ItA的倍数表示,其中ItA=C h 4.6漏液：L eakage 指电芯或电池有可见的电解液溢出。 4.7破裂 Rupture 由于内部或外部的因素而引起的电芯外壳或电池壳体发生的机械损坏，导致内部物质暴露或溢出，但没有喷出。 4.8起火 Fire 电芯或电池实验过程有可见火焰。 4.9 爆炸 Explosion 电芯或电池的外壳猛烈破裂导致主要成分抛射出来。 4.10常规电芯容量初步分类定义：Definitions of Primary Sorting 小容量电芯：容量为300mAh以内的电芯。 普通容量电芯：容量在300 mAh -1800mAh之间的电芯。 大容量电芯：容量在1800mAh以上的电芯. 4.11循环寿命 Cycle Life 指电芯或电池在一定的充放电制度下，电池的容量衰减到某一规定值前所经历的循环次数。本公司规定电芯容量连续二次循环低于初始容量的80%，则认为电芯寿命终止。 4.12保持容量Capacity Retention 电芯经过相应实验后按标准要求进行放电，所释放出来的容量。

关于锂电池和锂聚合物电池的区别和他们正确的充电方法

关于锂电池和锂聚合物电池的区别及他们正确的充电方法 一、锂电池的种类： 以前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)和锂离子(Li-ion)两种类型。锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池（LiB）和聚合物锂离子电池（LiP）两种。所以在许多情况下，电池上标注了Li-ion的，一定是锂离子电池。但不一定就是液体锂离子 电池，也有可能是聚合物锂离子电池。 锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了，但锂是一种高度活跃（还记得它在元素周期表中的位置吗？）的金属，它使用时不太安全，经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况，后来就有了改进型的锂离子电池，加入了能抑制锂元素活跃的成份（比如钴、锰等等）从而使锂电真正达到了安全、高效、方便，而老的锂电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们，从电池的标识上就能识别，锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。现在，笔记本和手机使用的所谓“锂电池”，其实都是锂离子电池。 现代电池的基本构造包括正极、负极和电解质三项要素。作为电池的一种，锂离子电池同样具有这三个要素。一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液，因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分，这就增加了电池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的灵活性。一般而言，液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm，再减少就比较困难。 而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材 料作为其主要的电池系统。 新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高，所以形状上可做到薄形化（最薄0.5毫米）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状和容量的电池。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命和环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。 目前市面上所销售的液体锂离子（LiB）电池在过度充电的情形下，容易造成安全阀破裂因而起火的情形，这是非常危险的，所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。而高分子聚合物锂离子电池方面，这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性，因此对外加保护IC线路方面的要求可以适当放宽。此外在充电方面，聚合物锂离子电池可以利用IC定电流充电，和锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充电方式所需的时间比较起来，可以 缩短许多的等待时间。 二、手机制造商对锂电池的使用情况 虽然近几年来几乎所有厂家都已经倾向于采用锂离子电池，但世界各大手机制造商对电池的选择还是有自己的特点和习惯，例如曾经在相同的一段历史时期里： 诺基亚：采用Ni-MH（镍氢）电池、LiB（液体锂离子）电池，未采用LiP（聚合物锂离

聚合物锂离子电池使用注意事项

聚合物锂离子电池使用注意事项一、注意事项 由于电芯属于软包装，为保证电芯的性能不受损害，必须小心对电芯进行操作。 1.铝箔包装材料 铝箔包装材料易被尖锐部件刺损，诸如镍片、尖针。 禁止用尖锐部件碰撞电池 应清洁工作环境，避免有尖锐部件存在 禁止用钉子及其它利器刺穿电池 禁止将电池与金属物，如项链、发夹等一起运输或贮存 2.顶封边 顶封边非常容易受到损害 禁止弯折顶封边 3.折边 折边在电池生产过程中已完成，并通过了密封测试。 禁止打开或破坏折边 4.极耳 极耳的机械强度并非异常坚固，特别是铝片。 禁止弯折极耳 5.机械撞击 禁止坠落、冲击、弯折电芯 禁止用锤子敲击或踩踏电池

禁止敲击或抛掷电池。 6.短路 任何时候禁止短路电芯，它会导致电芯严重损坏 禁止用金属物如电线短路连接电池正负极 二、聚合物锂离子电池测试标准环境 环境温度： 20±5℃ 相对湿度： 45~85% 在测试前电池都要先放完电 三、聚合物锂离子电范充放电注意事项 1.充电 充电电流及充电电压不得超过以下标准，如超过规定值可能会对电芯的充放电性能、机械性能及安全性造成造成损坏，进可能导致发热及泄漏。 电池充电器必须能恒流恒压充电； 充电时的单体电池充电电流必须在1C5A以下； 充电时温度范围在0~+45℃； 充电时电压不能超过4.23V。 2.放电 放电电流不得超过以下标准，放电必须在本标准范围内进行。 单体电池放电电流必须小于25A； 放电时温度范围在-20~+60℃；

单体电池放电终止电压不小于2.75V。 3.过放电 需要注意的是，在电芯长期未使用期间，它可能会用其自放电特性而处于某种过放电状态。为防止过放电的发生不能过放电使单体电池低于2.5V。 4.具体应用时要求加合格保护电路板。 四、聚合物锂离子电池贮存 电池长期贮存的环境为：温度-20~+35℃ 相对湿度 45~75% 电池贮存期近一年时要用标准充电方式给电池充电10%~50%。 五、聚合物锂离子电池运输 电池应在10%~50%的充电状态下运输。 六、聚合物锂离子电池其它使用说明 1.为了防止电池可能发生泄漏、发热、爆炸，请注意以下预防措施： 禁止在任何情况下拆卸电芯。 禁止将电池浸入水中或海水中，不能受潮。 禁止在热源旁，如火、加热器等，使用或放置电池。 禁止将电池加热或丢入火中。 禁止直接焊接电池。 禁止在火边或很热的环境中充电。

聚合物锂电池的优点和缺点详细解答

聚合物锂电池的优点和缺点详细解答！ 聚合物锂电池是锂离子电池的一种，但是与液锂电池（Li-ion）相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性和低成本等多种明显优势，是一种新型电池。下面我们详细介绍聚合物锂电池的优点和缺点 聚合物锂电池 一.优点： 1.安全性能好

聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装，有别于液态电芯的金属外壳，一旦发生安全隐患，液态电芯容易爆炸，而聚合物电芯最多只会气鼓。 2.厚度小，能做得更薄 超薄，电池能够组装进信用卡中。普通液态锂电采用先定制外壳，后塞正负极村料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈，聚合物电芯则不存在这一问题，厚度可做到1mm以下，符合时下手机需求方向。 3.重量轻 采用聚合物电解质的电池无需金属壳来作为保护外包装。聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%，较铝壳电池轻20%。 4.容量大 聚合物电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高10～15%，较铝壳电池高5～10%，成为彩屏手机及彩信手机的首选，现在市面上新出的彩屏和彩信手机也大多采用聚合物电芯。5.内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小，目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下，极大的减低了电池的自耗电，延长手机的待机时间，完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择，成为最有希望替代镍氢电池的产品。 6.形状可定制

制造商不用局限于标准外形，能够经济地做成合适的大小。聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度，开发新的电芯型号，价格便宜，开模周期短，有的甚至可以根据手机形状量身定做，以充分利用电池外壳空间，提升电池容量。 7.放电特性佳 聚合物电池采用胶体电解质，相比液态电解质，胶体电解质具有平稳的放电特性和更高的放电平台。 8.保护板设计简单 由于采用聚合物材料，电芯不起火、不爆炸，电芯本身具有足够的安全性，因此聚合物电池的保护线路设计可考虑省略PTC和保险丝，从而节约电池成本。 二.缺点： 和锂离子电池相比能量密度和循环次数都有下降。 制造昂贵。 没有标准外形，大多数电池为高容量消费市场而制造。 和锂离子电池相比，价格、能量比较高

如何给聚合物锂电池设计充电器

如何设计聚合物电池充电器 目前市场上相当多的超薄便携式应用采用单节锂离子/聚合物电池，它们要求一个全功能的、可靠的电池充电器，它能够提供很好的功能、非常小的体积、非常好的性价比、以及灵活性。AAT3681A可满足以上所有要求，而且只需要一个外部元件。 AA T3681A的封装尺寸非常小，只有2.0×2.1mm，这使得它非常适合便携式和超便携式应用。这一器件是即插即用型充电器设计师能够得到的最理想器件，它可以帮助设计师节省设计和PCB布板时间，也有助于将产品快速推向市场。 AnalogicTech可提供专为便携式和手持式电池供电应用设计的大量电源转换解决方案。一个成功设计的最重要特征之一是，器件与目标应用之间的匹配是非常完美的。 就AAT3681A来说，现代便携式应用的功能正在以一个令人瞠目结舌的速度扩展，所有类型的新功能正被添加进去以满足市场的要求。因此，提供这一器件的目的是把单节锂离子电池充电器所需的所有功能全部集成在一起，以及最大程度地减小电路设计师的设计工作量。现在他们可以把精力更多地集中在充电器设计的主要目标上，而不是电池充电器设计的非常深入的细节上。 AA T3681A Battery Manager是一个高度集成的单节锂离子/聚合物电池充电器IC，设计用于从一个DC电源或USB口进行充电，输入电压可高达7.5V。它只需要一个外部元件就能实现全部的功能。AAT3681A可精确地为4.2V(或4.375V)锂离子/聚合物电池组调节电池充电电压和电流。 当从AC适配器或USB口充电时，高达300mA的电池充电电流可通过一个外部电阻进行设置。电池充电状态被不间断地监测，一旦错误情况(如过压、短路或过热)发生，该器件将自动关断，从而保护充电设备、控制系统和处于充电状态的电池。AAT3681A提供一个状态监测输出脚，它通过直接驱动一个外部LED来指示电池充电状态。 AA T3681A采用节省空间的8脚无铅耐热SC70JW封装，占板面积只有2.0×2.1mm，工作温度范围为-40℃到+85℃。 最近发布的AAT3681A是一个单节电池充电器，它适合很多的应用，包括：1)蓝牙耳机； 2)DECT耳机；3)数码相机；4)MP3便携式音乐播放机、PMP；5)腕表；6)其它锂离子/聚合物电池供电设备。 尽管该器件的设计目的是为了让充电器的设计变得非常快速、简单和容易，但它集成了很多特性来帮助优化电池充电性能和PCB布板面积。下面是这些特性和功能的一部分：1)USB或AC适配器系统电池充电器；2)15mA到300mA的可编程充电电流；3)4.0V到7.5V 的输入电压范围；4)与内部充电器件的高度集成；5)反向阻塞二极管；6)自动电流感应；7)自动再充定序；8)充满电自动关断/睡眠模式/充电终结；9)关机电流小于1uA；10)电池预充、过压和紧急过热保护状态下的自动涓流充电；11)上电复位和软启动；12)LED状态引脚；13)8脚2.0×2.1mm SC70JW封装。

聚合物锂离子电池隔膜的研究

B013聚合物锂离子电池隔膜的研究 操建华朱宝库徐又一* （浙江大学高分子科学研究所，杭州，310027） 摘要采用偏氟乙烯－六氟丙烯无规共聚物（PVDF-HFP）为膜材料，N,N－二甲基乙酰 胺（DMAc）为溶剂，相转化法制备了PVDF-HFP微孔膜。该膜用1 M的LiPF6-PC/DMC（体 积比1：1）电解质液体活化后得到聚合物电解质膜。研究了聚合物浓度和凝固浴组成及温 度等对PVDF-HFP微孔膜的结构形态、孔隙率、N2透气率和吸液率的影响。扫描电镜观察 了各种条件下制得的膜的形态及结构。所得到的PVDF-HFP膜为非对称膜，孔隙率可达70％，N2透气率在0.1Mpa下为306.92 ml/min?cm2，吸附电解液的能力为自身重量的300％，吸液后其室温电导率为9.02×10-4S cm-1。 关键词聚（偏氟乙烯－六氟丙烯）相转化锂离子电池隔膜 Study on the polymer microporous membranes for lithium ion battery separator CAO Jianhua, ZHU Baoku, XU Youyi (Institute of Polymer Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, Zhejiang, China) Abstract The PVDF-HFP microporous membrane was prepared by phase inversion method (using DMAc as solvent), then activated by 1M LiPF6 in EC/DMC (1:1, v/v) electrolyte solution. The effect of polymer concentration, composition of coagulation bath and temperature on membrane morphology, porosity and electrolyte liquid uptake were investigated. The surface and cross section structure of membranes were observed by SEM. The porosity of membranes is up to 70% and the permeability of N2 is 306.92 ml/min?cm2 at 0.1MPa.The liquid uptake is 300wt% of its weight. Gel polymer electrolyte composed of PVDF-HFP-based microporous membrane, LiPF6-EC/DMC show high ionic conductivity and can reach to 9.02×10-4S cm-1 at room temperature. Keywords Poly (vinyldiene fluoride-co- hexafluoropropylene), phase inversion, lithium ion battery, separator 引言 随着能源、信息、材料的发展，二次锂离子电池技术及其相关材料也得到迅速发展。聚合物锂离子电池与目前使用的液态锂离子电池相比，具有体积小、质量轻、寿命长、安全性能高及易于电池形状设计等特点，可满足手机和笔记本电脑等进一步向小型化、轻量化发展的要求[1－2]。在二次锂离子电池中，微孔聚合物隔膜是电池的重要组成部分，它置于正负电极之间，起到既可以使两电极尽量靠近又可避免正负极活性物质接触短路的作用。隔膜性能的优劣影响着电池的内阻、充放电电流密度、循环性等特性，因此性能优异的隔膜对于提高电池的综合性能有着重要的意义。 目前，二次锂离子电池中广泛使用的隔膜为Celgard法生产的微孔膜。所采用的材料为聚丙烯或聚乙烯，结晶度高且极性小而不利于电解质液的溶胀，仅靠微孔中包埋的电解质导电， *通讯联系人

聚合物锂离子电池的充放电方式

深圳市沃尔德电子 聚合物锂离子电池的充放电方式: 聚合物锂离子电池的充电方式与液体锂离子电池基本上相同，主要有两种方式：恒流充电和恒压充电，当然两者也可以交叉进行。前者主要用于实验室研究，后者则较少用。在恒流充电过程中，电压起始升高较快，容量一般随时间线性增加，内阻也不断增加。商品锂离子电池则是先采用恒流充电，然后采用恒压充电。电压、电流和充电量随充电时间的变化。恒流、恒压充电方式最简单的电路实现方法为：设计一个高精度的恒定电压控制电路，并在该电压环路内添加高精度的电流限制环路。电流限制环路用于限制电池的充电电流，直到电池电压真正达到终止电压（单体聚合物锂离子电池通常为4V）。当电池电压刚刚达到终止电压时，电池实际上只完成了充电的70％～80％。因此需要在恒压模式下继续对电池充电，直到流入电池的电流衰减到最小（5％C）时，才说明电池达到满充电状态。在实际应用或检测中，也可以采用脉冲放电或充电方式。脉冲充电为将全波整流后的交流电压直接接至控制系统，当全波处于上升沿时，电压将超过设定的阈值时，切断充电电路；当全波信号的电压降至低于阈值时，充电电路再次启动。使用这一电路，电池仅在线性充电器的输入输出电压差较低时充电。这可以减小便携式设备的功率损耗，同时允许使用简单的全波整流适配器，电池充电器价格低。 聚合物锂离子电池的放电方式在实际过程中主要是负荷固定的方式。尽管负荷的电阻不变，然而电池的电阻会发生变化。随放电过程的进行，电压下降。当电压降低到一定值时，会发生过放，导致集流体的溶解。为了检测电池的性能，也可以采用恒流放电方式。电池的输出功率与放电电流有关。当电流位于一适中值，输出功率最大（Pmax）。通常可接受的最大功率为Padm。随着聚合物锂离子电池的进一步发展，充电技术也得到不断提高，以期缩短充电时间，提高充电效率和改进充电效果，例如多阶段变电流间歇快速充电方法、初始电流大的多阶段恒流充电等。在聚合物锂离子电池的充电过程中，不可避免会发生包括欧姆极化、浓差极化和电化学极化等在内的极化现象，导致充电电压升高、充电效率降低。为了减小充电过程产生的极化，有效增大充电量，提高充电效率，可以采用去极化的方式。去极化的方式主要有两种：自然去极化（即采用中途停止充电、间歇的方式）和强制去极化（即采用脉冲放电的方式）。 脉冲充电和去极化脉冲的方式也可以对聚合物锂离子电池进行充电。为了提高聚合物锂离子电池充电的效果，除了进行变电流充电以及充电波形（利用间歇和放电脉冲）的改进，还需要考虑电池状态（包括荷电状态或可接受充电电流以及老化状态）对充电的影响。随电池充电的增多，其可接受充电电流减小。并且，随着电池循环次数的增多，电池老化严重，其充电特性也逐渐变劣。 在不同的充电或放电状态下，正极、负极的状态不一样，电阻也不一样。了解其变化对于正确理解聚合物锂离子电池的充放电行为具有积极意义。对于整个电池而言，电池的电阻由本体电阻、膜电阻（Rsei）和电荷传递阻抗（Rct）组成。在循环过程中，发现电池的本体电阻和膜电阻不变，而电荷传递阻抗表现出2个最小值。温度降低时，Rct明显减少，决定电池的电阻。在低温下充电比放电更难。处于全充电状态时，电阻主要由负极的SEI 膜决定；而处于全放电状态时，主要由正极的电荷传递阻抗决定。大电流下的放电容量受正极中锂离子的扩散系数限制，而负极的影响很小。200次循环后，正极的电阻增加最大，例如充电状态为50％时，增加约200％。低温放电时，负极的电阻最大。放电快结束时，正极电阻占据主要地位，而负极的电阻减少。 为了衡量聚合物锂离子电池的循环性能，如果进行实际测试，直到循环达到500次或容量衰减到80％为止，将花费大量时间。通过一系列试验，也可以建立一套模型，采用该模