为什么电动汽车采用聚合物锂电池，为什么新能源车很多都用锂电池

来源：整理时间：2025-07-09 10:05:41 编辑：太阳能手机版

本文目录一览

1，为什么新能源车很多都用锂电池
2，Liion聚合物电池咋回事
3，何为聚合物电池
4，聚合物锂离子电池的工作原理

1，为什么新能源车很多都用锂电池

采用锂电池等蓄电池作为动力的汽车属于新能源汽车。　　新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。　　新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。　　纯电动汽车(Blade Electric Vehicles，BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。

为什么新能源车很多都用锂电池

2，Liion聚合物电池咋回事

锂离子电池(Li--ion) 根据锂离子电池所用电解质材料的不同，锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery，简称为LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery, 简称为PLB)或塑料锂离子电池（Plastic Lithium Ion Batteries, 简称为PLB)。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料，负极为石墨，电池工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同，液态锂离子电池使用液体电解质，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“干态”的，也可以是“胶态”的，目前大部分采用聚合物凝胶电解质。锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。

Liion聚合物电池咋回事

3，何为聚合物电池

就说说最常见的-锂聚合物电池便携式仪器的广泛使用，促进了可充电电池市场和电池工业的发展。便携式仪器要求增加运行时间，移动电话要求延长通话时间，这就要求提高化学电池的能量密度。能够满足这些技术要求的是锂离子和锂聚合物电池。索尼公司在1990年首先生产出可充电锂离子电池，锂离子电池已应用于笔记本电脑和移动电话，将来也可能应用于数字电话。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然解体。锂聚合物电池和锂离子电池技术都能代替NiGd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，目前的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。并不是任何人都认为锂离子电池比聚合物电池便宜是一个优点。一些电池生产厂正在转向对锂聚合物电池技术的投资，东芝美国电子部件公司（TAEC）已向这一领域投入巨资。锂离子转向锂聚合物是由于日本市场的需求和锂离子电池已变得很便宜。价格的变化和增加产量和收益不一定是一致的。TAEC认为，锂聚合物电池是紧俏的，它的目标是占有3～6mm厚电池市场。公司将提高生产能力，从目前的150万只提高到2001年的2百万只。并且随着新技术的开发,价格会下降。一些业内人士认为，在5年内，锂离子电池和锂聚合物电池的价格差距会变得很小。面对未来的市场应用，许多人很自然地从小型便携式仪器和移动电话转向了其它应用电池的领域。最大的市场就是汽车中的应用。在现阶段，电池工业人士正在看好汽车市场的巨大利润，实行严厉的环保措施，可行的能源要求和对电子混合车辆还得不到发展的前提下，锂聚合物电池有广泛的应用前景。一种称作”笔板”的带有14英寸显示屏和遥控连接的处理器, 可别在腰带和手腕的电脑，移动医院系统和遵守无线应用协议的电话可上互联网（有数字和声音），所有这些应用都需要可充电和储存电能，且占用空间最小。预测预计今年聚合物电池的装运量达到1900万只，去年为140万只。保守的预计货运每月为325万只，在2001年第一季度生产能力是装运量的2倍多。分析家认为：以其他产品为基准，锂聚合物电池在电池的总收益中的所占份额会增加，例如，Brush认为：因为NiCd电池销售额下降，锂聚合物电池到2003或2004年市场份额将超过NiCd电池。可充电电池市场从去年的约44亿美元上升到2004年的58亿美元，每年总收益增长率为5.5%。按照Kline & Company公司在“先进电池技术的全球机遇 1997～2007”报告中，其结论更具体，预计到2007年，每年市场对锂聚合物电池需求至少10亿美元。这些需求的50%来自于美国和西欧。无论实际产量如何，在移动电话中应用锂聚合物电池的增长是最大的。轻薄且使用方便使其比锂离子电池更受欢迎和更具有竞争性，随着新技术的开发应用，最终其价格会降下来。产品开发 Matsushita电池工业公司在2001年5月开始大量生产大容量锂聚合物电池，容量为1650mA/h，这种电池的负极是用新材料制造的。东芝的OEM电池集团也发布了用于个人数字助手的2.5mm厚的锂聚合物电池系列，公司说：该系列产品使用的结构采用了新结构和阴极材料且容量是现存容量的1.7～3.3倍（现在的最大容量为1000mA/h），产品将大量生产，2001年5月前为每月50万只，到明年底达到每月1百万只。TAEC公司正在提供新的设计超过现存的锂聚合物先进设计，特别是适合于操作温度的范围内。Electrochem公司已经开发出容量在35～6500mA/h，厚度在0.65～6.3mm的各种容量电池。PolySter公司计划在这个季节推出1200mA/h的电池，规格为46?50?6mm，应用在BP机和个人数字设备上，容量为1000mA/h的电池用于移动电话；850mA/h电池用于Web-access，310Ma/h电池用于手腕仪器；160mA/h（30?29?3.2mm）用于耳机。Ultralife电池公司最近宣布建成一条生产线，生产厚0.5mm，封装后为4.4mm厚，容量为700mA/h、重量约20g的电池。其他锂聚合物电池技术正在各个开发阶段或接近生产阶段,如Lithium技术公司,目标是用于汽车市场的9A/h，规格为4?8?0.25英寸的电池。商业活动 Valeme技术公司按照协议从Telcordia技术公司获得Valeme普通股票中的3百万新发行的股票，本协议在12月执行，且包括42项美国专利、15项现存的营业执照，和PLON（TM）商标。Bellcore专利属于Valeme，使Valeme的美国专利超过260件，已公开发行和正在准备发行的这些专利覆盖了Valeme技术的全部先进锂聚合物可充电电池技术，Valeme声称，它具有全球锂离子和锂聚合物技术的经营资格。同时，TDK公司、Hopkms、MH公司宣布：TDK公司和Valeme联合，由TDK动力资源公司和Valeme技术公司组成一个合资企业，与Northrop-Grumman公司签定了开发锂聚合物电池合同，用于美国海军先进密封传输系统。这一开发项目由Northrop-Grumman公司管理，应用于美国的深潜水计划办公室，开发项目将检验锂离子聚合物电池的可行性和性能。 TDK动力资源公司总裁Mark Grese认为：锂离子聚合物电池的独特性能和容量适合于美国海军的各种任务要求，在使用期间应有很长的循环周期和寿命周期。锂聚合物电池没有气体外泄，消除了用在潜水设备上的最大问题。

何为聚合物电池

4，聚合物锂离子电池的工作原理

所谓“聚合物锂离子电池”，其实是锂离子电池各种子系列产品中的一种，实际上它的主要部件：正极、负极和电解质以及工作原理都和使用液体电解质的锂离子电池一样，只是隔膜和包装材料不同，因此，归根到底它实质上，就是一种锂离子电池！: 聚合物锂离子(Lithium ion polymer)电池，具有更高能量密度、小型化、薄型化、轻量化、高安全性、长循环寿命与低成本的新型电池。因此，在未来2～3年内，聚合物锂电池取代锂离子电池市场的份额将达50％。第一原理篇锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)两类。其中，液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，负极采用锂—碳层间化合物LixC6，典型的电池体系为： (-) C | LiPF6—EC+DEC | LiCoO2 (+) 正极反应：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe- ----------- （2．1）负极反应：6C+xLi++xe-=LixC6 ----------- （2．2）电池总反应：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6 ----------- （2．3）聚合物锂离子电池的原理与液态锂相同，主要区别是电解液与液态锂不同。电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。所谓的聚合物锂离子电池是说在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在目前所开发的聚合物锂离子电池系统中，高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物，电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质，或是有机电解液，一般锂离子技术使用液体或胶体电解液，因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分，这就增加了重量，另外也限制了尺寸的灵活性。而聚合物锂离子工艺中没有多余的电解液，因此它更稳定，也不易因电池的过量充电、碰撞或其他损害、以及过量使用而造成危险情况。新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化（ATL电池最薄可达0.5毫米,相于一张卡片的厚度）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池，为应用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性，以最大化地优化其产品性能。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命（超过500 次）与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。第二特点与比较一、聚合物锂离子电池的特点概述根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 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“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂离子电池可分为三类：（1）固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。（2）凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。（3）聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料，其比能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。此外,聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。二、聚合物电池与液态锂电的比较由于各个厂商生产工艺的不同，目前市场上的聚合物锂电分为卷绕式（索尼、东芝为代表）、叠片式（TCL、ATL为代表）两种不同结构，但适应于手机需求的规格大都在4mm厚度以下。与液态比较，由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜，比钢壳、铝壳更薄，而且生产方式与液态锂电不同，聚合物越薄越好生产，理论上可以生产出0.5mm以下厚度的电池。液态锂电正好相反，越厚越好生产，低于4mm厚度的电池很难生产，即使生产出来了，容量明显不如聚合物锂电，成本也没优势。因而，电池越薄，聚合物生产成本越低、液态生产成本越高。但较厚的规格上，液态锂电供应链成熟，工艺成熟，生产效率高，成品率高，有很强的制造成本优势。从目前市场来看，5mm、6mm厚度系列的液态锂电池虽然比3mm、4mm厚度系列电池容量高很多，但售价要低很多。聚合物从理论上来讲，在5mm、6mm厚度规格上的材料成本与液态接近，但目前5mm、6mm系列电池的工艺成本要比液态高出很多，因而，要在此规格上与液态真正形成竞争，还有不少距离。一般的电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。所谓的聚合物锂离子电池是说在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在目前所开发的聚合物锂离子电池系统中，高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物，电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质，或是有机电解液，负极则通常采用锂金属或锂碳层间化合物。一般锂离子技术使用液体或胶体电解液，因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分，这就增加了重量和成本，另外也限制了尺寸的灵活性。而聚合物锂离子工艺中没有多余的电解液，因此它更稳定，也不易因电池的过量充电、针刺、碰撞或其他损害、以及过量使用而造成危险情况。新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化（最薄0.8毫米）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池，为应用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性，以最大化地优化其产品性能。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命（超过500 次）与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。聚合物锂离子电池聚合物锂离子电池和平常电池的差别在电解质上。在20世纪70年代最初的设计中，采用了固态聚合物电解质。这类电解质类似于塑料薄膜，不能导通电子但是可以让离子交换（能够充电的原子或者原子团）。聚合物电解质取代了传统的浸透电解液的多孔隔膜。干态聚合物电解质的设计允许组装简化，提高电池机械强度，安全，并且能够制造成为超薄的几何外形。单个电池的厚度可以薄到1mm。设备设计师能够根据他们的想象力来自由设计电池的形状和大小。不幸的是，固态聚合物锂离子电池受制于其较差的导电性。内阻太高而无法提供当前通信设备所需要的高脉冲电流，无法驱动笔记本电脑的硬盘。加热电池到60摄氏度，电导率迅速提高，但是这样的要求不适合在便携设备上应用。作为一种折中方式，引入了一些凝胶电解质。目前市场上销售的大部分手机聚合物锂离子电池都是包含了凝胶电解质的混和型电池。用锂离子聚合物来修正这一系统，使之成为目前唯一用于便携设备的聚合物电源。加入凝胶电解质以后，锂离子聚合物电池和一般锂离子电池又有什么不同呢？虽然这两种电池在性能表现上非常相似，但是锂离子聚合物作为唯一固态电解质替代了多孔隔膜。凝胶电解质只是增加了离子电导。聚合物锂离子电池并没有像一些分析家预测的那样流行。它的优越性和低制造成本还没有被认识到。因为其容量并没有得到提高，实际上，容量比标准锂离子电池还有轻微减少。聚合物锂离子电池的市场在超薄几何形状电源的应用上，例如信用卡电源等类似的应用。优势：超薄，电池能够组装进信用卡中外形灵活：制造商不用局限于标准外形，能够经济地做成合适的大小。质量轻：采用聚合物电解质的电池无需金属壳来作为保护外包装。改进了安全：过充更稳定，电解液泄漏的几率更低。局限：和锂离子电池相比能量密度和循环次数都有下降。制造昂贵。没有标准外形，大多数电池为高容量消费市场而制造。和锂离子电池相比，价格、能量比较高。