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【百科材料】創(chuàng)客必備材料之鋰聚合物電池

編輯:jane2015-07-10 來源:百度百科 瀏覽次數(shù):1064

鋰聚合物電池 2200mAh 11.1V 30C 機(jī)器人航模專用 模型鋰電池組

      在機(jī)器人的創(chuàng)作中要想讓機(jī)器人動(dòng)起來我們就始終離不開電,鋰聚合物電池作為機(jī)器人制作中最常用的一種“電”,它有什么樣的特性呢?一般的鋰電池能代替它而使用嗎?

      今天我們就來了解一下,到底什么是鋰聚合物電池,它的工作原理,它的構(gòu)造,它和我們?nèi)粘I钪惺褂玫碾姵囟加心男﹨^(qū)別。

      鋰聚合物電池(Li-polymer,又稱高分子鋰電池):相對(duì)以前的電池,來說、能量高、小型化、輕量化,是一種化學(xué)性質(zhì)的電池。在形狀上,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合一些產(chǎn)品的需要,制作成不同形狀與容量的電池。該類電池,理論上的最小厚度可達(dá)0.5mm。

工作原理

      鋰聚合物電池是采用銼合金做正極,采用高分子導(dǎo)電材料、聚乙炔、聚苯胺或聚對(duì)苯酚等做負(fù)極,有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)。鋰聚苯胺電池的比能量可達(dá)到350W.h/kg,但比功率只有50-60W/kg,使用溫度-40-70度,壽命約330次左右。

構(gòu)造
      由美國(guó)3M公司和加拿大Hgdro-Quebec公司共同開發(fā)一種固態(tài)免維護(hù)鋰聚合物電池,鋰電池的電極用氧化釩(VOx)及石墨制成,電解質(zhì)為L(zhǎng)i(CFSO2)2N。鋰聚合物電池的結(jié)構(gòu)比較特殊,是由五層薄膜組成。第一層用金屬箔作集電極,第二層為負(fù)極,第三層是固體電解質(zhì),第四層用銼箔作為正極,第五層為絕緣層,五層疊起來的總厚度為0.lmm。這種鋰聚合物電池的工作溫度為60-100度,為防止電池瞬間輸出大電流時(shí)而引起過熱,該鋰聚合物電池有一個(gè)嚴(yán)格的熱管理系統(tǒng),來控制其正常工作溫度。這種鋰聚合物電池主要的優(yōu)點(diǎn)是消除了液體電解質(zhì),可以避免在電池出現(xiàn)故障時(shí),電解質(zhì)溢出而造成的污染。

鋰聚合物電池 充電鋰電池1200mAh 7.4V 15C 機(jī)器人專用

命名方式
      鋰離子聚合物電池一般采用6-7位數(shù)進(jìn)行命名,分別表示厚/寬/高,如PL6567100表示厚度為6.5mm,寬度為67mm,高度為100mm的鋰離子聚合物電池,其中PL表示該電池屬聚合物類別。鋰離子聚合物電池制作工藝一般采用疊片軟包裝,所以尺寸改變很靈活方便,型號(hào)相對(duì)多。

電池對(duì)比
1、普通鋰離子電池
      鋰離子電池俗稱“鋰電”,是目前綜合性能最好的電池體系。鋰離子電池負(fù)極是碳素材料,如石墨。正極是含鋰的過渡金屬氧化物
,如LiMn2O4。
(1)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn):
①工作電壓高,鋰離子電池的工作電壓在3.7V,是鎳鎘和鎳氫電池工作電壓 的三倍。
②比能量高。鋰離子電池比能量已達(dá)140Wh/kg,是鎳鎘電池的3倍, 鎳氫電池的1.5倍。
③循環(huán)壽命長(zhǎng)。鋰離子電池循環(huán)壽命已達(dá)1000次以上,在低放電深度下可 達(dá)幾萬次,超過了其他幾種二次電池。
④自放電小。鋰離子電池月自放電率僅為6-8%,遠(yuǎn)低于鎳鎘電池(25~30%)及鎳氫電池(30~40%)。
⑤無記憶效應(yīng)??梢愿鶕?jù)要求隨時(shí)充電,而不會(huì)降低電池性能。
⑥對(duì)環(huán)境無污染。鋰離子電池中不存在有害物質(zhì),是名副其實(shí)的“綠色電池”。


ACE鋰聚合物電池 充電鋰電池1000mAh 7.4V 15C

2、鋰聚合物電池
      鋰聚合物電池是更新一代電池,在1999年大批量進(jìn)入市場(chǎng)。鋰聚合物電池除電解質(zhì)是固態(tài)聚合物、而不是液態(tài)電解質(zhì)外,其余與鋰離子電池基本相同。聚合物電解質(zhì)材料是由溶體組成的普通薄膜,在溶體中主體聚合物如聚乙烯的氧化物作為不移動(dòng)的溶劑。鋰聚合物電池的優(yōu)點(diǎn)是可制成任意形狀和比較輕,這是因?yàn)樗缓亟饘俸陀斜3蛛娊赓|(zhì)不外泄的塑料殼。它們的性能都較好,理想狀態(tài)的鋰聚合物電池容量達(dá)幾千mA?h,且更安全。固態(tài)電解質(zhì)像一個(gè)密封凝膠,在充電過程中不會(huì)輕易自燃解體。
3、兩種電池的比較
      鋰聚合物電池和鋰離子電池技術(shù)都能代替Ni-Gd電池。但是價(jià)格太高,市場(chǎng)還未完全接受,特別是鋰聚合物技術(shù)。Darnell集團(tuán)公司的分析家Brush認(rèn)為:聚合物電池不會(huì)永遠(yuǎn)比鋰離子電池貴,生產(chǎn)情況確實(shí)貴了許多,這就推動(dòng)了鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展。以前用于筆記本電腦的鋰離子電池成本是41.42美元,用于筆記本電腦的聚合物電池成本是60.80美元。鋰聚合物電池在相同體積下比鋰電池容量大,且完全沒有記憶效應(yīng)(鋰離子電池還是有記憶效應(yīng)的,只是比較小而已)。鋰聚合物電池其實(shí)是一種凝膠狀物質(zhì),容易做成各種形狀。而且不含有害的重金屬元素,是“綠色電池”。

使用優(yōu)點(diǎn)
1. 無電池漏液?jiǎn)栴},其電池內(nèi)部不含液態(tài)電解液,使用膠態(tài)的固體。
2. 可制成薄型電池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。
3. 電池可設(shè)計(jì)成多種形狀
4. 電池可彎曲變形:高分子電池最大可彎曲900左右
5. 可制成單顆高電壓:液態(tài)電解質(zhì)的電池僅能以數(shù)顆電池串聯(lián)得到高電壓,高分子電池由于本身無液體,可在單顆內(nèi)做成多層組合來達(dá)到高電壓。
6. 容量將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍

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