如何選擇可攜式充電電池?鋰離子電池還是鋰聚合物電池?

2020-11-21 千家智客

  選擇鋰化學的設計師可以選擇傳統的圓柱形/稜柱形鋰離子電池或鋰聚合物袋。 決定中有很多因素,從熱穩定到終生。

  可充電鋰電池有多種配置,物理尺寸和容量等級。鋰化學行業有三種基本配置。

  第一種是類似於小桶的圓形配置,被稱為圓柱形電池/電池。典型尺寸為18×65毫米,21×50毫米和26×65毫米。

  第二張常見的配置是扁平的和矩形的,類似於稱為稜柱形電池的小盒子。典型尺寸為5×34×50毫米和10×34×50毫米,以及其他各種標準尺寸。

  第三種配置是扁平箔袋,非常類似於口香糖包裝,通常稱為鋰聚合物電池/電池。典型的尺寸是每個稜柱形單元,但是在市場上有各種各樣的附加尺寸。

  工業用語典型地將圓柱形和稜柱形電池稱為「傳統」鋰離子電池和袋式電池,作為「鋰聚合物」或「鋰聚合物」或「袋」電池。為了本文的目的,我們將使用鋰離子傳統電池和鋰聚合物作為袋子命名法。

  從製造成本比較

  傳統鋰離子與鋰聚合物的製造有很大不同。對於鋰離子電池來說,生產電池需要大量昂貴的自動化設備和工具。圓柱形電池配置已經成為該行業的主力,成為各種應用中最常用的配置。隨著可充電鋰化學技術的成熟,這也是最先進的技術。

  稜柱形電池的製造也需要密集的資本設備支出。然而,稜柱形電池/電池領域的技術進步卻越來越少。從製造的角度來看,圓柱形電池的製造成本最低,其次是稜鏡配置。

  這與李多細胞的情況不同。作為袋式電池,工具和設備的製造成本較低。建立電池組裝過程的總體投資成本也較低。製造鋰聚合物箔袋比傳統的鋰離子「罐」電池密集得多。而且,由於整體模具和設備成本低得多,設計師可以選擇更多的袋裝單元尺寸。鋰聚合物結構允許製造奇怪的形狀甚至可彎曲的電池。鋰聚合物電池的設計和開發將涵蓋給定電池外殼內的所有內部空間;這相當於在電池組內提供可達到的最大容量。

  從化學成分比較

  從化學角度來看,傳統的鋰離子與鋰聚合物相同/相似。兩者都有各種配方來改善生活,能量密度,安全性和整體性能特徵。所有知名鋰電池和鋰電池製造商都經過了一系列認證測試,以確認設計和製造的安全性。這些測試定義為UL 1642和UL 62133.在這些標準中,電池經受短路,溫度衝擊,低壓,異常充電,強制放電,擠壓,衝擊,衝擊,振動,加熱和彈丸測試。

  但是,對於Li-poly電池,由於箔袋配置存在依從性異常。在沒有金屬結構的情況下,不考慮擠壓,衝擊和拋射物的具體要求。這並不意味著鋰聚合物不如傳統鋰離子產品那麼安全;這只是意味著當前的測試方法不能應用於小袋產品。

  由於在內部活性材料周圍沒有支撐的外部結構,所以使用Li-poly電池的電池組的構造必須與傳統的Li離子不同。電池必須以防止電池組內部移動的方式進行固定或組合。

  傳統鋰離子電池使用金屬罐作為外殼,提供外部支持。但是,這種密封金屬罐在濫用條件下可以充當壓力容器。雖然單元設計通常包含通風機構,但在災難性事件期間通風口不能始終足夠快地操作,以防止罐的全部破裂。對於Li poly而言,鋁箔袋沒有排氣裝置,因此它也不能包含內部壓力積聚。袋接縫通常會破裂並排出任何過度的壓力。請參閱表格以了解兩種化學品之間的對比。

  由於不使用電池盒(或塑料外殼)內的所有內部空間(圓柱形空隙),因此使用圓柱形電池可能無法提供最高容量。根據房地產的不同,稜柱形和Li Poly電池有時可以利用電池組內的所有可用內部空間。專業尺寸的Li Poly電池可以製造成完全填滿內部空間。從重量的角度來看,由於鋁箔袋的重量更輕,傳統的罐式電池比特定應用中的鋰聚合物的重量更重。

  就環境問題而言,所有鋰離子電池和鋰離子電池/電池都需要適當回收利用,並且應該在正常廢棄物流中處理。與任何電池一樣,建議鼓勵參與正式的回收計劃。

  鋰聚合物電池是更好的選擇嗎?

  最後,鋰聚合物電池在可攜式應用中比鋰離子電池增加了幾個優點:

  充電和放電過程非常安全,良好的系統,優異的熱穩定性。

  重量輕,功率密度大。

  更好的低溫性能,有限的電壓抑制和更高的容量交付。

  在更大範圍的單元尺寸下製造投資較少。

  電池房地產不限於消費者使用和設備應用所規定的工業電池尺寸;即「電池形狀理想地適合它將供電的設備」。

  商業鋰離子產品的循環壽命極好。

  許多應用中的產品成本與Li離子相當,但這很大程度上取決於電池配置和體積。

  由於外形尺寸,重量更輕,能量密度更高,安全性,消費者安全性以及靈活組裝到設備中,因此消費市場準備使用比鋰離子更多的鋰離子電池。

  作為鋰離子的替代品被廣泛接受。

  採用圓柱或稜柱形式的傳統Li離子與使用Li聚合物相比,為電池設計人員提供了更多選擇。許多因素起作用,但最終如果應用得當,電池產品將為用戶提供多年的安全性能。

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