混合材料促进锂聚合体性能提高

上网时间: 2001年01月10日? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:混合材料? 锂聚合电池? Ultralife?

作者:白永山

锂聚合电池的性能提高得益于增加混合材料的使用。

构成聚合电池的可充电锂聚合体电池单元由一个碳阳极(负电极)、一个基于锂氧化物的阴极(正电极),以及和隔离物一起置于阴极阳极之间的电解质共同组成。阳极和阴极的确切组成成分、电池构造形式(堆叠式还是盘绕式),以及将电池单元组合成电池的方式,各不相同且被视为专利。

在工作过程中,锂离子(带正电)从阳极流向阴极并将能量传递给负荷,比如蜂窝电话;或者在从阴极流回阳极的过程中,通过接收电荷而充电。电子流过外部负荷装置或电池充电器的方向与离子流动方向相同。电池单元里的固态“电解液”是能够让离子有效流动关键,我们往往将其称为有机溶剂。

溶剂就其本质是液体,因此聚合体实际上在绝大多数情况下呈凝胶状。有鉴于此,研制性能更好的固态聚合体就成为业界的重点所在。

Valence科技公司总裁兼首席执行官Lev Dawson称:“我们拥有的是一种真正的固态聚合物,而不是凝胶状物质。”这种技术能够为潜艇等军事应用提供大容量电池,他说道:“真正的(固态)聚合物最终将用于生产一种效率更高、危害性更小、成本更低的系统。”

据业界观察家认为,由于真正的固体材料不含液体,一般来说挥发性较小,因此危险性也就较低。设想这种电池发生了某种形式的损坏(比如因为极端恶劣的环境而发生断裂),那这种“真正固态”的电解质将不会到处流散。

而之所以效率更高,是得益于真正固态的电解质比凝胶物质具有更加均衡一致的电气特性。

成本优势与制造有关。据说与凝胶物质相比,固态聚合物更加容易制造因而成本也更加低廉。

由于电池的化学特性,许多物质可能在电池使用过程中沉积在电极上,从而使电池工作效率降低。锰元素的使用可以克服这一问题,使电池单元可以采用更便宜的隔离物。Dawson还指出,在阴极中采用锰元素能够将原料成本降低30%。

Dawson还说,Valence公司今年将会对磷酸盐相关阴极技术进行抽样试验,这种技术可能非常便宜。但他没有透露有关这种技术的任何细节。据观察人士分析,磷酸盐的使用将不仅可以提高化学效率,而且可以将原料成本降到最低。

将锂聚合体技术从实验室转向自动化生产从来都不是一件容易的事情,Ultralife电池公司负责充电电池的副总裁兼总经理Eric Dix认为,“挑战在于那12-15道制造步骤”。他指的是从制造电极一直到将分立零件组合成完整电池的整个流程。

这一挑战影响着各公司通过自动化生产线生产电池的能力。因此,参与锂聚合体开发的公司基本上分成两大集团:一方可以在持续提高电池组性能的同时实现量产;另一方则需要在一年内将其锂聚合电池的电气性能提高10% -25%。

根据各制造商的具体能力,目前该类电池的实际供应能力从每月几千个到几十万个不等。


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