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锂离子和锂聚合物电池哪个强?

锂聚合物电池并不是完全优于锂离子电池,只是针对轻薄化、异形空间以及安全保障等方面的需求做了相应的改进。两者从本质上来说都是由锂离子组成的,充电和放电的过程也是一样的,不同之处主要表现在电解质的形式上(液体有机溶剂和固体或凝胶状聚合物),以及包装的方式不同(

锂聚合物电池并不是完全优于锂离子电池,只是针对轻薄化、异形空间以及安全保障等方面的需求做了相应的改进。两者从本质上来说都是由锂离子组成的,充电和放电的过程也是一样的,不同之处主要表现在电解质的形式上(液体有机溶剂和固体或凝胶状聚合物),以及包装的方式不同(金属硬壳和铝塑软包)。因此锂聚合物可以做到厚度只有1毫米左右、重量减小到原来的80%,形状可以任意改变,并且在受到外力挤压的时候会鼓起来而不是发生剧烈的热失控现象;而锂离子电池由于生产工艺已经很成熟了,而且成本控制得比较好,使用寿命也比较长,在目前市场上仍然占据着很大的市场份额。所以选择的本质就是一种工程上的取舍问题——如果追求极致的轻薄和个性化设计的话就用聚合物;如果希望兼顾性能好、可靠性高以及性价比高的话就用锂离子。

锂离子和锂聚合物电池哪个强?

一、就安全性而言:物理损坏后的处理途径大相径庭

锂聚合物电池用铝塑复合膜软包包装,在里面是凝胶或者固态聚合物电解质,受到外力穿刺或者挤压的时候,电解质不会流动泄露,热失控过程中的气体慢慢积累起来,并没有出现爆炸的情况;但是液态锂离子电池如果金属外壳破裂的话,液体电解液会很快蒸发并与正负极材料发生化学反应产生连锁反应,在这种情况下虽然发生的几率很小但是仍然有可能引起火灾。根据实验数据可知,在针刺试验中同容量的两种电池表面温度上升值相差大约32度左右,并且前者没有明火持续时间超过90秒的现象。需要注意的是这两种电池都需要有保护板来实现过充、过放以及短路等保护功能,不能因为包装的不同就忽略掉系统的安全防护措施。

从空间利用率的角度来看,异形适配能力决定了产品的最大尺寸

锂聚合物电池可以做到厚度小于1毫米、弯曲半径为3毫米的弧形结构,并且已经被用在了折叠屏手机的铰链处以及TWS耳机的充电仓底等等狭小曲面上;但是普通的锂离子电池由于受到刚性的金属外壳和卷绕技术的限制,最小厚度一般都在3.5毫米以上,并且只能做成矩形或者圆柱体这样的规则形状。比如一款2023年的旗舰级超薄笔记本电脑,在它的总厚度只有11.9毫米的情况下,其中包含着一块4.2毫米厚的电池板,如果换成同容量的液体锂电池的话,则需要增加大约1.8毫米左右的空间来容纳它——而这又直接影响到了该产品是否可以通过欧洲EN 62368-1便携式设备厚度的安全限值认证的问题。

三、从整个生命周期的成本角度考虑的话:初期的投资和后期的维修费用都要一起算一算

锂离子聚合物电池单瓦时的价格比液态锂电池贵28%-35%,主要是由于聚合物电解质的制备工艺比较复杂以及铝塑膜进口依赖程度较高;但是它的内阻小很多(一般为小于30毫欧姆,而液态锂电池则为45-60毫欧姆左右),所以在相同的充放电次数之下,系统的能量损耗要少一些,在整个生命周期中可以节省大约0.7%的能量损失,并且不需要PTC热敏电阻和独立保险丝的存在,从而使得物料清单上的元件数量减少3到5个。对于OEM厂家来说,如果产品的定位是高端并且每年的出货量超过五十万台的话,在提高整机良品率的同时还可以降低售后服务返修的比例来分摊掉总的费用。

第四部分根据实际情况进行选择的时候要对不同的应用场景做出准确的匹配

方案一:对于折叠屏手机、AR眼镜、可穿戴设备等产品而言,在保证厚度和形状自由的同时优先选择使用锂聚合物电池,在整机厚度不超过7毫米或者需要嵌入曲面结构的情况下,由于锂聚合物电池具有轻量化以及定制化的优点而不能被替代;方案二:对于传统的直板手机、主流笔记本电脑、移动电源等对成本比较敏感并且有足够的空间余量,并且注重生产稳定性的情况下的产品来说,液态锂离子电池仍然是更好的选择,它有成熟的供应链可以保证交货时间小于六个星期,并且在-20摄氏度到60摄氏度之间温度变化范围内的放电性能波动比聚合物方案小八个百分点到十二个百分点左右。

因此技术代际的发展并不等同于简单的取代,而是在对产品的定义进行逆向推导之后所选择出来的最适合的产品的电化学载体。

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