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锂离子电池的类型和特点

锂离子电池可以应用于各个领域，因此锂离子电池的类型也多种多样。从外观上看，目前市场上的锂离子电池主要有三种类型，分别是软包、方形和圆柱形。

国外生产的锂离子电池有圆柱型、棱柱型、方形、纽扣型、软包和小软包。如下所示。可以满足不同用途的要求。

圆柱形模型由5位数字表示，前两位表示直径，后两位表示高度。例如：18650电池，表示其直径为18mm，高度为65mm，用Φ1865表示。方形模型由6位数字表示。前两位数字是电池的厚度，中间两位数字为电池的宽度，最后两位数字则为电池的长度。用83448表示。

电池的尺寸和重量是锂离子电池的重要指标，直接影响电池的特性。

 

锂离子电池的电化学性能参数主要包括以下几个方面

额定电压：商用锂离子电池的额定电压一般为3.6V（市场上也出现了一些4.2V的锂离子电池产品，但比例不大），工作电压范围为4.1~2.4V，也有下限端接电压设置为其他值，如3.1V。

额定容量：指在0.2C的恒定电流下放电至最终电压时获得的容量。

1C容量：指在1C恒定电流下放电至最终电压所获得的容量。1C容量通常小于额定容量，差值越小，电池的电流特性越好，负载能力越强。

高低温性能：锂离子电池高温可达+55℃，低温可达-20℃。在这个环境温度范围内，电池容量可以达到额定容量的70%以上。特别是在高温环境下，对电池性能几乎没有影响。

电荷保持能力：充满电后，电池保持开放28天，然后根据0.2C放电获得的容量与额定容量之比的百分比放电。该值越大，电荷保持能力越强，自放电越小。通常，锂离子电池的电荷保持能力在85%以上。

循环寿命：当锂离子电池充电和放电时，当电池容量降至额定容量的70%时，获得的充电和放电次数称为循环寿命。锂离子电池的循环寿命通常要求大于800次循环。

 

 

锂离子电池分类

根据锂离子电池的电解质形式，锂离子电池分为液态锂离子电池和固态（或干态）锂离子电池。固态锂离子电池通常被称为聚合物锂离子电池。它们是在液体锂离子电池的基础上开发的新一代电池。它们比液态锂离子电池具有更好的安全性能。

聚合物锂离子电池的工作原理与液体锂离子电池相同。主要区别在于聚合物电解质不同于液体锂离子电池。电池的主要结构还包括三个元件：正极、负极和电解质。所谓的聚合物锂离子电池在这三种主要结构中的至少一种或多种结构中使用聚合物材料作为电池系统的主要部件。在目前正在开发的聚合物锂离子电池系统中，聚合物材料主要用于正极或电解质。

正极材料包括锂离子电池中常用的导电聚合物或无机化合物，并且电解质可以是固体或胶体聚合物电解质，或者有机电解质。目前，锂离子电池使用液体或胶体电解质，因此需要坚固的二次包装来容纳电池中的可燃活性成分，这增加了其重量，也限制了电池尺寸的灵活性。聚合物锂离子制备过程中没有多余的电解质，因此更稳定，不容易因电池过度充电、碰撞或其他损坏以及过度使用而造成危险。

 

锂离子电池结构

锂离子电池有五种主要结构：正极、负极、电解质、隔膜、外壳和电极引线。锂离子电池的结构主要分为两类：卷绕式和堆叠式。液态锂电池具有卷绕结构，而聚锂电池有两种类型。卷绕型将正极膜、隔膜和负极膜按顺序放置，并将它们卷绕成圆柱形或扁平圆柱形，而层叠型将正极、隔膜、负极、隔膜和正极堆叠成多层。将所有正极焊接在一起并引出，将负极焊接在一起后引出。

新一代聚合物锂离子电池可以在形状上更薄（例如，中国广东省东莞市一家叫ATL的公司生产的电池可以薄到0.5mm，相当于一张卡的厚度），也可以在任何区域和任意形状上，大大提高了电池形状设计的灵活性，使其可以根据产品要求制成任何形状和容量的电池，为应用设备开发人员在电源解决方案中提供高度的设计灵活性和适应性，从而最大限度地优化其产品性能。

聚合物锂离子电池的适用行业包括手机、移动DVD、笔记本电脑、便携式摄像机、数码相机、个人数字助理（PDA）、3G手机、电动汽车、便携式卫星定位系统，以及汽车、火车和船舶。航天飞机、智能机器人、电动滑板车、儿童玩具车、割草机、采棉机、野外勘探工具、手工工具等移动设备未来可能会使用聚合物锂离子电池。

同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前通用的锂离子电池高出50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命（500倍以上）、环保性能都更好。锂离子电池有了很大的改进

 

 

聚合物锂离子电池具有以下优点。

① 安全性能好聚合物锂离子电池在结构上采用铝塑软包装，不同于液体电池的金属外壳。一旦发生安全隐患，液体电池很容易爆炸，而聚合物电池只有气筒。

② 电池的厚度很小，可以做得更薄。普通的液态锂离子电池采用的是先定制外壳，然后将正极和负极材料插接在一起的方法。厚度低于3.6毫米，存在技术瓶颈。聚合物电池没有这个问题。它可以小于1毫米，这符合时尚手机的需求方向。

③ 重量轻聚合物电池的重量比同等容量的钢壳锂电池轻40%，比铝壳电池轻20%。

④ 电池容量很大。聚合物电池的容量比相同尺寸的钢壳电池高10%~15%，比铝壳电池高5%~10%。它们已成为彩屏手机和彩信手机的首选。MMS手机也大多使用聚合物电池。

⑤ 内阻小聚合物电池的内阻比普通液体电池的内阻小。目前，国产聚合物电池的内阻甚至可以在35mΩ以下，可以大大降低电池的自耗，延长手机的待机时间。支持大放电电流的聚合物锂电池是遥控机型的理想选择，已成为最有希望取代镍氢电池的产品。

⑥ 电池的形状可以定制。聚合物电池可以根据需要增加或减少电池的厚度。可以开发新的电池型号。它们价格低廉，开模周期短。有些甚至可以根据手机的形状进行定制，以充分利用电池外壳的空间。增加电池容量。

⑦ 良好的放电性能聚合物电池使用凝胶电解质。与液体电解质相比，凝胶电解质具有稳定的放电特性和更高的放电平台。

⑥ 简单的保护板设计。由于使用了聚合物材料，电池不会起火或爆炸，电池本身具有足够的安全性。因此，聚合物电池的保护电路的设计可以考虑省略PTC和保险丝，从而节省电池成本。

除了上述电池，还有一种所谓的“塑料锂离子电池”。最早的塑料锂离子电池是由美国Bellcore实验室于1994年提出的。它的外观与聚合物锂离子电池完全相同。事实上，它们是传统的。锂离子电池的“软包装”使用铝/PP复合膜代替不锈钢或铝壳进行热压成型，电解质被吸收在多孔电极中。