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移动电源 详解锂离子和锂聚合物电池

两种电池谁更优

在我们挑选移动电源时,经常会在产品的外包装或者宣传手册上看到锂离子和锂聚合物两种不同的电芯类型,那么同为锂电池的它们,到底都有哪些区别呢?对于一些消费者来说,锂聚合物电池是否真的要优于锂离子电池呢?带着这些疑问,今天笔者就为大家详细的来介绍一下这两种电池在价格、性能以及安全性上都有哪些优缺点。

首先,从结构上来说,锂聚合物电池的全称应为锂离子聚合物电池,这样看来,锂聚合物电池其实也是锂离子电池的一种。只是两者最大的区别就是其内部所使用的电解质不同,锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是固态的,也可以是半固态(胶状)的。

圆柱形锂离子电池

其次,从外观上来说,目前市面上所售的多数移动电源都是使用圆柱形(即18650)的锂离子电池或者块状的锂聚合物两种电池。所以在我们挑选移动电源时,如果产品外包装没有特别注明所使用的电芯类型,那么就可以简单的通过产品本身的厚度来对其内部所使用电池的类型进行一个大致的了解。


 

性价比出色的锂离子电芯

锂离子电池是锂电池的改进型产品,由于锂金属的化学特性非常活泼,所以早期的锂电池在使用时经常会出现燃烧等情况。为了抑制锂金属活泼的化学特性,人们通过在锂电池的正极材料中加入钴、锰等其他金属材料,极大的增强了早期锂电池的安全系数。

锂离子电池的嵌入和脱嵌

锂离子电池的充电和放电可以通过嵌入和脱嵌两个过程来完成,在放电时,锂离子从正极材料中移出至电解液,再像水进入海绵一样的进入到负极材料,这个过程被称为脱嵌。而在充电状态下这个过程则相反,称之为入嵌。上图中左为锂电池的入嵌过程,右为脱嵌过程。

最为常见的18650电池

可以说经过多年的发展,锂离子电池的技术相对来说已经非常成熟,大批量的生产已经让其制造成本非常低廉。所以锂离子电池在价格上要比锂聚合物电池更具优势。这也就是为什么目前多数笔记本电脑等设备中都会采用这种电芯。

18650电池结构

由于使用液态电解质的锂离子在过充(过度充电)的情况下,会使其内部压力骤增,所以为了避免密封的金属外壳发生爆炸的情况,通常这种18650电池都会在顶部配有一个安全阀,当电池内部压力过大时,其顶部安全阀会自动弹出,以起到减压的作用。但是,当安全阀弹出之后,电池内部泄露出的锂离子由于和空气中的氧气所接触,仍然会出现起火的情况。

所以,对于使用这种锂离子电芯的电子产品来说,在其内部充、放电保护IC上有着非常高的要求。不过凭借锂离子电池的多年发展来看,无论是电池本身的设计还是各种保护IC的技术水平都已经非常成熟,只要在日常使用时我们能够做到正确的使用以及避免电池被硬物刺穿的现象,18650电芯还是非常安全的,否则市面上绝大多数笔记本也不会使用这种电池的。


 

能量密度更高的锂聚合物电芯

相比使用液态电解质的锂离子电池来说,使用固体聚合物电解质的锂聚合物电池在形状上具有超薄化的特点,理论最小厚度可达0.5mm,以及任意形状化和任意面积化等特点。大大提高了电池造型灵活性的特点,从而可以更好的做成任何形状和容量的新一代锂电池。

锂聚合物电池

另外,使用固体聚合物电解质的锂聚合物电池相比普通的锂离子电池来说,有着更高的能量密度,也就是说在相同体积的前提下,锂聚合物电池有着更轻的重量和更高的容量等优点。


 

锂聚合物电池更加轻薄

如果从严格意义上来说,锂聚合物电池由于在正极、负极和电解质以及工作原理都和使用液态电解质的锂离子电池相同,唯一的区别只是隔膜和包装材料上的不同,因此,从根本上来说,锂聚合物电池也是锂离子电池的一种。

所以,对于各种封装形式不同的锂离子电池,具有以下的特征:

★钢壳锂离子电池:

常见的为使用钢壳的18650电池,具有较高的安全系数,生产技术已经非常成熟,并且价格相比聚合物电池来说更加便宜,占有大部分锂电池市场份额,在笔记本电脑电池中最为常见。

★软包锂离子电池(聚合物电池):

具有更高的能量密度、更好的安全性能表现以及任意形状等特点,成为目前多数主流数码产品的首选电芯,不过相对于钢壳锂离子电池来说,价格仍然偏高。

总结:其实无论是钢壳锂离子电池还是软包锂离子电池,在安全性能上的表现都是非常出色的,毕竟目前锂离子电池的生产技术已经非常成熟,只要在日常使用时避免高温、短路、过充、刺穿等情况的出现,都能够避免我们所说的“爆炸”、起火等意外情况的出现。而对于我们常说的锂离子电池和锂聚合物电池来说,两者都有着其各自的优缺点,如果你更加偏向于产品的性价比,就选择18650电池,如果更加偏向于移动电源的外观和体积,那么价格稍贵的锂聚合物电芯才是首选。

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