鉅大LARGE | 點擊量：1089次 | 2022年02月21日
聚合物鋰離子電池和鋰離子電池哪個壽命長
目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫(Ni-MH)與鋰離子(Li-ion)兩種類型。鋰離子電池中已經(jīng)量產(chǎn)的有液體鋰離子電池（LiB）和聚合物鋰離子電池（LiP）兩種。所以在許多情況下，電池上標注了Li-ion的，一定是鋰離子電池。但不一定就是液體鋰離子電池，也有可能是聚合物鋰離子電池。
鋰離子電池是鋰電池的改進型產(chǎn)品。鋰電池很早以前就有了，但鋰是一種高度活躍（還記得它在元素周期表中的位置嗎？）的金屬，它使用時不太安全，經(jīng)常會在充電時出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況，后來就有了改進型的鋰離子電池，加入了能抑制鋰元素活躍的成份（比如鈷、錳等等）從而使鋰電真正達到了安全、高效、方便，而老的鋰電池也隨之基本上淘汰了。至于如何區(qū)分它們，從電池的標識上就能識別，鋰電池為Li、鋰離子電池為Li-ion。現(xiàn)在，筆記本和手機使用的所謂“鋰電池”，其實都是鋰離子電池。
現(xiàn)代電池的基本構(gòu)造包括正極、負極與電解質(zhì)三項要素。作為電池的一種，鋰離子電池同樣具有這三個要素。一般鋰離子技術(shù)使用液體或無機膠體電解液，因此需要堅固的外殼來容納可燃的活性成分，這就增加了電池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的靈活性。一般而言，液體鋰離子二次電池的最小厚度是6mm，再減少就比較困難。
而所謂聚合物鋰離子電池是在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。
新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經(jīng)很高，所以形狀上可做到薄形化（最薄0.5毫米）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計的靈活性，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，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前市面上所銷售的液體鋰離子（LiB）電池在過度充電的情形下，容易造成安全閥破裂因而起火的情形，這是非常危險的，所以必需加裝保護IC線路以確保電池不會發(fā)生過度充電的情形。而高分子聚合物鋰離子電池方面，這種類型的電池相對液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性，因此對外加保護IC線路方面的要求可以適當放寬。此外在充電方面，聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電，與鋰離子二次電池所采用的CCCV(ConstantCurrert-ConstantVoltage)充電方式所需的時間比較起來，可以縮短許多的等待時間。
二、手機制造商對鋰電池的應用情況
雖然近幾年來幾乎所有廠家都已經(jīng)傾向于采用鋰離子電池，但世界各大手機制造商對電池的選擇還是有自己的特點和習慣，例如曾經(jīng)在相同的一段歷史時期里：
諾基亞：采用Ni-MH（鎳氫）電池、LiB（液體鋰離子）電池，未采用LiP（聚合物鋰離子）電池。
愛立信：采用Ni-MH電池、LiB電池、LiP電池。
摩托羅拉：采用Ni-MH電池、LiB電池，未采用LiP電池。
不難發(fā)現(xiàn)，從為手機最早選用LiP聚合物鋰離子電池這件事情上，愛立信體現(xiàn)出自己手機技術(shù)先驅(qū)的本色。根據(jù)我查找到的資料表明，目前聚合物鋰離子電池主要制造廠為日本SONY、松下、GS等幾家公司,2000年的生產(chǎn)量達到2100萬只，其中50％為愛立信手機配套。進入2002年的今天，鋰離子電池在其它手機廠商的手機上也已廣泛的應用與普及。但在聚合物鋰離子電池的使用上，還遠沒有達到在所有手機廠家的產(chǎn)品中得到普及的程度，廣泛應用還有待時日。
另一方面，雖然鋰離子電池優(yōu)點多多，但也有缺陷，如價格高和充放電次數(shù)少等等。鋰電池的充放電次數(shù)只有400－600次，經(jīng)過特殊改進的產(chǎn)品也不過800多次。而鎳氫電池的充電次數(shù)能夠達到700次以上，某些質(zhì)量好的產(chǎn)品充放電可達1200次，這樣一比較，鎳氫電池要比鋰電池長壽。此外鎳氫電池的價格也要比鋰電池低很多。而且嚴格說來，鋰電池同樣會有記憶效應，只是它的記憶效應非常低，基本上可以忽略不計。
在使用鋰電池中應注意的是，電池放置一段時間后則進入休眠狀態(tài)，此時容量低于正常值，使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒有記憶效應。因此用戶手機中的新鋰電池在激活過程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此，從我自己的實踐來看，從一開始就采用標準方法充電這種“自然激活”方式是最好的。
對于鋰電池的“激活”問題，眾多的說法是：充電時間一定要超過12小時，反復做三次，以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來的說法。所以這種說法，可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，我所查閱過的所有嚴肅的正式技術(shù)資料都強調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標準時間和標準方法充電，特別是不要進行超過12個小時的超長充電。通常，手機說明書上介紹的充電方法，就是適合該手機的標準充電方法。
此外，鋰電池的手機或充電器在電池充滿后都會自動停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充電。也就是說，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失，所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。
此外在對某些手機上，充電超過一定的時間后，如果不去取下充電器，這時系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對電池和手機/充電器的壽命而言是不利的。同時，長充電需要很長的時間，往往需要在夜間進行，而以我國電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動較大。前面已經(jīng)說過，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多，于是這又帶來附加的危險。
此外，不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電，過放電對鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問題。
2、正常使用中應該何時開始充電
在我們的論壇上，經(jīng)?？梢砸姷竭@種說法，因為充放電的次數(shù)是有限的，所以應該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下：
循環(huán)壽命(10%DOD):>1000次
循環(huán)壽命(100%DOD):>200次
其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見，可充電次數(shù)和放電深度有關(guān)，10%DOD時的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長很多。當然如果折合到實際充電的相對總?cè)萘浚?0%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放電還是要比較好一些，但前面網(wǎng)友的那個說法要做一些修正：在正常情況下，你應該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電，但假如你的電池在你預計第2天不可能堅持整個白天的時候，就應該及時開始充電，當然你如果愿意背著充電器到辦公室又當別論。
而你需要充電以應付預計即將到來的會導致通訊繁忙的重要事件的時候，即使在電池尚有很多余電時，那么你也只管提前充電，因為你并沒有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命，也就是“0.x”次而已，而且往往這個x會很小。
電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長充電一樣流傳甚廣的一個說法，就是“盡量把手機電池的電量用完，最好用到自動關(guān)機”。這種做法其實只是鎳電池上的做法，目的是避免記憶效應發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因為手機電池電量過低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動關(guān)機的例子。結(jié)果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應，不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導致電壓過低，以至于不具備正常的充電和開機條件造成的。
3、對鋰電池手機的正確做法
歸結(jié)起來，我對鋰電池手機在使用中的充放電問題最重要的提示是：
1、按照標準的時間和程序充電，即使是前三次也要如此進行；
2、當出現(xiàn)手機電量過低提示時，應該盡量及時開始充電；
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法，在手機正常使用中鋰電池會自然激活。如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時長充電激活”方法，實際上也不會有效果。
因此，所有追求12小時超長充電和把鋰電池手機用到自動關(guān)機的做法，都是錯誤的。如果你以前是按照錯誤的說法做的，請你及時改正，也許為時還不晚。
當然，在手機及充電器自身保護和控制電路質(zhì)量良好的情況下，對鋰電池的保護還是有相當保證的。所以對充電規(guī)則的理解才是重點，在某些情況下也是可以做出某種讓步的。比如你發(fā)現(xiàn)手機在你夜晚睡覺前必須充電的話，你也可以在睡前開始充電。問題的關(guān)鍵在于，你應該知道正確的做法是什么，并且不要刻意按照錯誤的說法去做。
現(xiàn)在講一下鋰聚合物電池：
現(xiàn)在就講講聚合物鋰離子電池。
在講之前，先糾正大家容易產(chǎn)生的一個大大的誤區(qū)?。。?/p>
許多人叫得比較順口，“鋰聚合物電池”“固態(tài)鋰離子電池”:donno其實真正規(guī)范的法定學名，應該叫成“聚合物鋰離子電池”。:o
更大更大的誤區(qū)，是大家以為鎳鎘、鎳氫、鋰離子、聚合物鋰離子電池是四種不同的種類的電池，其實非常非常的不然，鋰離子電池和聚合物鋰離子電池之間的關(guān)系在這里應該得到澄清一下。
所謂“聚合物鋰離子電池”，其實是鋰離子電池各種子系列產(chǎn)品中的一種，實際上它的主要部件：正極、負極和電解質(zhì)以及工作原理都和使用液體電解質(zhì)的鋰離子電池一樣，只是隔膜和包裝材料不同，因此，歸根到底它實質(zhì)上，就是一種鋰離子電池！:
聚合物鋰離子(Lithiumionpolymer)電池，具有更高能量密度、小型化、薄型化、輕量化、高安全性、長循環(huán)壽命與低成本的新型電池。因此，在未來2～3年內(nèi)，聚合物鋰電池取代鋰離子電池市場的份額將達50％。
第一原理篇
鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLIB)兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負極采用鋰—碳層間化合物LixC6，
聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構(gòu)造包括有正極、負極與電解質(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(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)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，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。而聚合物鋰離子工藝中沒有多余的電解液，因此它更穩(wěn)定，也不易因電池的過量充電、碰撞或其他損害、以及過量使用而造成危險情況。
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，為應用設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了高度的設(shè)計靈活性和適應性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命（超過500次）與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
第二特點與比較
一、聚合物鋰離子電池的特點概述
根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池(lithiumionbattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP)兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同,鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì),而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替,這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。
聚合物鋰離子電池可分為三類：（1）固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導率低，適于高溫使用。（2）凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導率，使電池可在常溫下使用。（3）聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導電聚合物作為正極材料，其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是最新一代的鋰離子電池。
由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點，也不會產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題，因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼，從而可以提高整個電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50％以上。此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高。基于以上優(yōu)點，聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。
二、聚合物電池與液態(tài)鋰電的比較
由于各個廠商生產(chǎn)工藝的不同，目前市場上的聚合物鋰電分為卷繞式（索尼、東芝為代表）、疊片式（TCL、ATL為代表）兩種不同結(jié)構(gòu)，但適應于手機需求的規(guī)格大都在4mm厚度以下。與液態(tài)比較，由于聚合物外包裝采用了更薄的鋁膜，比鋼殼、鋁殼更薄，而且生產(chǎn)方式與液態(tài)鋰電不同，聚合物越薄越好生產(chǎn)，理論上可以生產(chǎn)出0.5mm以下厚度的電池。
液態(tài)鋰電正好相反，越厚越好生產(chǎn)，低于4mm厚度的電池很難生產(chǎn)，即使生產(chǎn)出來了，容量明顯不如聚合物鋰電，成本也沒優(yōu)勢。因而，電池越薄，聚合物生產(chǎn)成本越低、液態(tài)生產(chǎn)成本越高。
但較厚的規(guī)格上，液態(tài)鋰電供應鏈成熟，工藝成熟，生產(chǎn)效率高，成品率高，有很強的制造成本優(yōu)勢。從目前市場來看，5mm、6mm厚度系列的液態(tài)鋰電池雖然比3mm、4mm厚度系列電池容量高很多，但售價要低很多。聚合物從理論上來講，在5mm、6mm厚度規(guī)格上的材料成本與液態(tài)接近，但目前5mm、6mm系列電池的工藝成本要比液態(tài)高出很多，因而，要在此規(guī)格上與液態(tài)真正形成競爭，還有不少距離。
一般的電池主要的構(gòu)造包括有正極、負極與電解質(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(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)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，或是有機電解液，負極則通常采用鋰金屬或鋰碳層間化合物。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，這就增加了重量和成本，另外也限制了尺寸的靈活性。而聚合物鋰離子工藝中沒有多余的電解液，因此它更穩(wěn)定，也不易因電池的過量充電、針刺、碰撞或其他損害、以及過量使用而造成危險情況。
新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化（最薄0.8毫米）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池，為應用設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了高度的設(shè)計靈活性和適應性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命（超過500次）與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
聚合物鋰離子電池
聚合物鋰離子電池和平常電池的差別在電解質(zhì)上。在20世紀70年代最初的設(shè)計中，采用了固態(tài)聚合物電解質(zhì)。這類電解質(zhì)類似于塑料薄膜，不能導通電子但是可以讓離子交換（能夠充電的原子或者原子團）。聚合物電解質(zhì)取代了傳統(tǒng)的浸透電解液的多孔隔膜。干態(tài)聚合物電解質(zhì)的設(shè)計允許組裝簡化，提高電池機械強度，安全，并且能夠制造成為超薄的幾何外形。單個電池的厚度可以薄到1mm。設(shè)備設(shè)計師能夠根據(jù)他們的想象力來自由設(shè)計電池的形狀和大小。不幸的是，固態(tài)聚合物鋰離子電池受制于其較差的導電性。內(nèi)阻太高而無法提供當前通信設(shè)備所需要的高脈沖電流，無法驅(qū)動筆記本電腦的硬盤。加熱電池到60攝氏度，電導率迅速提高，但是這樣的要求不適合在便攜設(shè)備上應用。
作為一種折中方式，引入了一些凝膠電解質(zhì)。目前市場上銷售的大部分手機聚合物鋰離子電池都是包含了凝膠電解質(zhì)的混和型電池。用鋰離子聚合物來修正這一系統(tǒng)，使之成為目前唯一用于便攜設(shè)備的聚合物電源。加入凝膠電解質(zhì)以后，鋰離子聚合物電池和一般鋰離子電池
又有什么不同呢？雖然這兩種電池在性能表現(xiàn)上非常相似，但是鋰離子聚合物作為唯一固態(tài)電解質(zhì)替代了多孔隔膜。凝膠電解質(zhì)只是增加了離子電導。聚合物鋰離子電池并沒有像一些分析家預測的那樣流行。它的優(yōu)越性和低制造成本還沒有被認識到。因為其容量并沒有得到提高，實際上，容量比標準鋰離子電池還有輕微減少。聚合物鋰離子電池的市場在超薄幾何形狀電源的應用上，例如信用卡電源等類似的應用。
