聚合物锂电池.docx

聚合物锂电池锂电池的限制所有的锂离子电池都具有很高的电量状态（SOC）,可能导致层分离、 寿命减低和效能降低的问题在硬式电池中，硬壳能防止极层分离， 但是软包装的锂聚电池包本身没有这样的压力为了维持表现，电池 本身需要外壳来保持原来的形状 锂聚电池过热可能导致膨胀或起火 在负载放电时，当任何电池芯（串联情况下）低于 3.0 伏特时都应该立 即停止负载供电，不然将导致电池没办法回到完全充电的状态或造 成日后在负载供电时会大幅的压降（内阻升高）这个问题可以透过与 电池串连的芯片来防止电池过充与过放与锂离子电池比起来，锂聚电池的充放循环寿命比较不那么具竞争力 为了防止爆炸与起火，充电时锂聚电池需使用专为锂聚设计的充电器 若直接把电池短路或短时间内通过极大电流也可能导致爆炸特别是 在有大电量需求的遥控模型玩家都会谨慎注意连接点和绝缘电池遭 到穿孔时也可能起火 充电时要采用专门的充电器来使每颗子电池芯平均的充电这也导致 成本的增加原理 目前市面上有两种已经商业化的科技都统称为锂离子聚合物 （其中 “聚合物”代表“电解质隔离聚合物”）电池由以下部分组成：• 正极：LiCoO 二氧化锂钴 或LiMnO四氧化锂二锰• 2 2 4•隔膜：导电电解质聚合物(例如：聚乙二醇,PEO)•负极：锂或锂炭嵌入(化学)化合物典型反应：(放电)• 负极：(Carbon-Li) — C + xLi+ + xe-• 隔膜： Li+ 导电正极：Li CoO + xLi+ + xe- — LiCoO• 1-x 2 2•总反应：(碳-xLi+ + xe-) + Li CoO — LiCoO + 碳1-x 2 2电解质/隔膜聚合物可以是固体聚合物，例如聚乙二醇(PEO)、加上 六 氟化锂钾(LiPF)、或其他可导电的盐类加上［二氧化硅］］或其他能增强6机械性质的填充材料(这样的方式尚未商业化)。

在安全性的要求下， 一般电池都使用碳嵌入锂的方式作为电池负极，除了例如Avestor (与 Batscap 合并之后)的某些制造商使用金属态的锂当负极(称为锂金属 聚合物电池)这两种商业化的电池都是将胶状溶剂和盐类如碳酸乙烯酯(EC)/碳酸 二甲酯QMC)/碳酸二乙酯(DEC)涂在聚偏氟乙烯(PVdF)聚合上不同 之处在于(Bellcore/Telcordia的技术)使用锂锰酸盐(LiMnO )当正极； 2 4 而传统方式则是使用钴锂氧化物(LiCoO )2虽然商业上尚未普及，但有其他不同的锂聚电池也在正极使用聚合物 例如： Moltech 正在发展的，以导电塑胶及碳-硫化合物制成的正极不过到 2005 年为止，这种技术似乎有自放的问题同时生产成本也过 其他的方法包含使用 含硫有机化合物 和导电聚合物作为正极，例如 聚苯胺这种方式能做出很好高放电能力，包含低内阻和高放电容量但存在循环次数不足及成本过高问题延长多芯电池使用寿命［编辑］在电池包有两种不匹配的方式：比较常见的电量状态(SOC，电池容 量的百分比)的不匹配以及容量/能量(C/E)的不匹配这两者皆会使 电池包的容量(mA〃h)被最弱的电池芯限制住。

在电池串联或并联的 情况下，前级类比端(AFE)能消除电池间的不匹配，大幅增进电池效 率和整体容量电池不匹配的可能性随着电池芯的数量及负载电流的 增加而上升当电池包中的池芯符合以下两个条件时，我们称为平衡的电池：•如果所有的电池芯都有同样的容量，当他们具有同样的相对电 量状态(SOC)时，称谓平衡开回路电压(OCV)在这种种况下是 彳艮好的SOC指标如果把一个不平衡的电池包里面所有的电池 芯，都分别充电到完全充电状态(此时即为平衡)，则接下来的充 放循环也随之回复正常而不需要额外的调整• 如果电池芯之间有不同的容量时，我们仍然把所有电池芯具有 相同SOC的状态称为平衡由于SOC是相对的量测值(该池芯 的剩余放电百分比)，每个电池芯剩余的绝对容量则是不同的， 电池芯在充放循环中为了使不同容量的电池芯之间保持相同的 SOC，平衡器要提供串联的不同电池芯间不同的电流充电 锂聚电池的充电要很小心基本的概念是，首先先以定电流充到每个 电池芯都是 4.2 V 然后充电器必须切换成定电压模式，随着充电电 流的减少，充电器必须使电池芯维持在4.2 V，直到电流小到某个初 始充电电流的比例时停止充电有些制造商把规格定在初始电流的 2% ~ 3%，虽然其他的数值也是可以的，不过对电池容量的差异很小。

平衡充电则代表充电器会监控每个电池芯，并使每个电池芯都充到相 同的电压对锂电池不建议使用涓流充电法大部分的制造商都把电池芯的最大 最小电压定在4.23V和3.0V，任何一个电池芯超出这个范围都可能 会影响整体电池的能力大部分好的锂聚充电器，也使用在时间到时（通常是90分钟）自动停止 充电的充电计时器作为安全装置高达15C（也就是充电电流为15倍的电池容量，大概4分钟的充电） 充电率的锂聚电池在2013年初的时候，由新种的纳米线锂聚电池达 成不过这仍然是特例，一般建议的1C充电率仍然是遥控模型玩家 的标准不管最电池能承受多少的充电电流，很重要的是，低一点的 充电率能延长航模电池的使用寿命放电同样的，高达70C的连续放电（电流为70倍的电池容量）及140C的瞬 间放电也在 2013 年中实现 （见上方"遥控模型"条目）这两种放电的 "C 数" 标准都预期会随着纳米锂聚电池技术成熟而增加使用者也 同样会继续增进他们的使用，紧逼这些高性能李聚电池的极限。