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【百科材料】创客必备材料之锂聚合物电池

编辑:jane2015-07-10 来源:百度百科 浏览次数:1034

锂聚合物电池 2200mAh 11.1V 30C 机器人航模专用 模型锂电池组

      在机器人的创作中要想让机器人动起来我们就始终离不开电,锂聚合物电池作为机器人制作中最常用的一种“电”,它有什么样的特性呢?一般的锂电池能代替它而使用吗?

      今天我们就来了解一下,到底什么是锂聚合物电池,它的工作原理,它的构造,它和我们日常生活中使用的电池都有哪些区别。

      锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂电池):相对以前的电池,来说、能量高、小型化、轻量化,是一种化学性质的电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合一些产品的需要,制作成不同形状与容量的电池。该类电池,理论上的最小厚度可达0.5mm。

工作原理

      锂聚合物电池是采用锉合金做正极,采用高分子导电材料、聚乙炔、聚苯胺或聚对苯酚等做负极,有机溶剂作为电解质。锂聚苯胺电池的比能量可达到350W.h/kg,但比功率只有50-60W/kg,使用温度-40-70度,寿命约330次左右。

构造
      由美国3M公司和加拿大Hgdro-Quebec公司共同开发一种固态免维护锂聚合物电池,锂电池的电极用氧化钒(VOx)及石墨制成,电解质为Li(CFSO2)2N。锂聚合物电池的结构比较特殊,是由五层薄膜组成。第一层用金属箔作集电极,第二层为负极,第三层是固体电解质,第四层用锉箔作为正极,第五层为绝缘层,五层叠起来的总厚度为0.lmm。这种锂聚合物电池的工作温度为60-100度,为防止电池瞬间输出大电流时而引起过热,该锂聚合物电池有一个严格的热管理系统,来控制其正常工作温度。这种锂聚合物电池主要的优点是消除了液体电解质,可以避免在电池出现故障时,电解质溢出而造成的污染。

锂聚合物电池 充电锂电池1200mAh 7.4V 15C 机器人专用

命名方式
      锂离子聚合物电池一般采用6-7位数进行命名,分别表示厚/宽/高,如PL6567100表示厚度为6.5mm,宽度为67mm,高度为100mm的锂离子聚合物电池,其中PL表示该电池属聚合物类别。锂离子聚合物电池制作工艺一般采用叠片软包装,所以尺寸改变很灵活方便,型号相对多。

电池对比
1、普通锂离子电池
      锂离子电池俗称“锂电”,是目前综合性能最好的电池体系。锂离子电池负极是碳素材料,如石墨。正极是含锂的过渡金属氧化物
,如LiMn2O4。
(1)锂离子电池的优点:
①工作电压高,锂离子电池的工作电压在3.7V,是镍镉和镍氢电池工作电压 的三倍。
②比能量高。锂离子电池比能量已达140Wh/kg,是镍镉电池的3倍, 镍氢电池的1.5倍。
③循环寿命长。锂离子电池循环寿命已达1000次以上,在低放电深度下可 达几万次,超过了其他几种二次电池。
④自放电小。锂离子电池月自放电率仅为6-8%,远低于镍镉电池(25~30%)及镍氢电池(30~40%)。
⑤无记忆效应。可以根据要求随时充电,而不会降低电池性能。
⑥对环境无污染。锂离子电池中不存在有害物质,是名副其实的“绿色电池”。


ACE锂聚合物电池 充电锂电池1000mAh 7.4V 15C

2、锂聚合物电池
      锂聚合物电池是更新一代电池,在1999年大批量进入市场。锂聚合物电池除电解质是固态聚合物、而不是液态电解质外,其余与锂离子电池基本相同。聚合物电解质材料是由溶体组成的普通薄膜,在溶体中主体聚合物如聚乙烯的氧化物作为不移动的溶剂。锂聚合物电池的优点是可制成任意形状和比较轻,这是因为它不含重金属和有保持电解质不外泄的塑料壳。它们的性能都较好,理想状态的锂聚合物电池容量达几千mA⋅h,且更安全。固态电解质像一个密封凝胶,在充电过程中不会轻易自燃解体。
3、两种电池的比较
      锂聚合物电池和锂离子电池技术都能代替Ni-Gd电池。但是价格太高,市场还未完全接受,特别是锂聚合物技术。Darnell集团公司的分析家Brush认为:聚合物电池不会永远比锂离子电池贵,生产情况确实贵了许多,这就推动了锂离子电池技术的发展。以前用于笔记本电脑的锂离子电池成本是41.42美元,用于笔记本电脑的聚合物电池成本是60.80美元。锂聚合物电池在相同体积下比锂电池容量大,且完全没有记忆效应(锂离子电池还是有记忆效应的,只是比较小而已)。锂聚合物电池其实是一种凝胶状物质,容易做成各种形状。而且不含有害的重金属元素,是“绿色电池”。

使用优点
1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
2. 可制成薄型电池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。
3. 电池可设计成多种形状
4. 电池可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲900左右
5. 可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
6. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍

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