鋰聚合物電池主要由正極、負(fù)極與隔離紙等構(gòu)成。目前所開發(fā)的鋰聚合物電池中,高分子材料主要被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極的材料包括有導(dǎo)電性高分子、有機(jī)硫磺系化合物 ,或一般鋰離子二次電池所采用的無機(jī)化合物。電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì) ,或是有機(jī)電解液 負(fù)極則通常采用鏗金屬或鏗碳層間化合物。鋰聚合物電池跟現(xiàn)在市面上的鋰離子電池來比較的話 ,鋰聚合物電池在形狀、充放電、信賴性與環(huán)境問題等方面都還有相當(dāng)大的發(fā)展空間。在形狀方面 ,鏗聚合物電池具有可薄形化、可任意面積化與可任意形狀化等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn) ,因此可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池。

　　在充放電特性方面 ,鋰聚合物電池因?yàn)榭梢圆捎酶叻肿诱龢O材料與鏗金屬負(fù)極 ,其重量能量密度將會(huì)較目前的鋰電子二次電池提高以上。而在信賴特性方面 ,則因?yàn)楦叻肿愉嚩�次電池的電解質(zhì)采用高分子材料 ,不會(huì)產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的顧慮。目前許多廠商都已推出商品化的高分子鋰二 次 電 池,而所強(qiáng)調(diào) 的重點(diǎn)都是在于其超薄的特性。一般而言 ,鏗聚合物電池的厚度約為 一 ,與目前的鋰離子二次電池的最小厚度 相比可至少降低50%左右 ,因此可給廠商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)提供相當(dāng)大的彈性空間。

　　1.安全性能好 。聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有 別于液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液態(tài)電芯容易爆 炸，而聚合物電芯最多只會(huì)氣鼓。

　　2.厚度小，能做得更薄。普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼，后塞正 負(fù)極村料的方法，厚度做到 3.6mm 以下存在技術(shù)瓶頸，聚合物 電芯則不存在這一問題，厚度可做到 1mm 以下，符合時(shí)下手機(jī) 需求方向。

　　3.重量輕。聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕 40%， 較鋁殼電池輕 20%。

　　4.容量大。聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高 10～ 15%，較鋁殼電池高 5～10%，成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的， 現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電芯。

　　5.內(nèi)阻小 。聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，目前國(guó)產(chǎn) 以下，極大的減低了電 聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到 35m 池的自耗電，延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，完全可以達(dá)到與國(guó)際接軌的 水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選 擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。

　　6.形狀可定制 。聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電 芯厚度，開發(fā)新的電芯型號(hào)，價(jià)格便宜，開模周期短，有的甚至 可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電 池容量。

　　7.放電特性佳 。聚合物電池采用膠體電解質(zhì)，相比液態(tài)電解 。 質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。

　　8.保護(hù)板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 。由于采用聚合物材料，電芯不起火、不 爆炸，電芯本身具有足夠的安全性，因此聚合物電池的保護(hù)線路 設(shè)計(jì)可考慮省略 PTC 和保險(xiǎn)絲，從而節(jié)約電池成本。

　�。�1）固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池

　　電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低，適于高溫使用。

　�。�2）凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池

　　即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導(dǎo)率，使電池可在常溫下使用。

　�。�3）聚合物正極材料的鋰離子電池

　　采用導(dǎo)電聚合物作為正極材料，其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是一代的鋰離子電池。

　　1 電池的大型與厚型化

　　鋰聚合物電池可利用曲折,堆棧或者卷繞等方法將電池的容量提高。目前鋰聚合物電池可以達(dá)到的最小厚度大約為0.5mm。以A5尺 寸為例 ,厚度若增加到4mm,則 電池容量可達(dá)到 一的實(shí)用水準(zhǔn)。因?yàn)楦叻肿愉嚩�次電池的體積小 ,電池的長(zhǎng)度和寬度也可以隨需要而變化 ,因此工程師可以隨著產(chǎn)品實(shí)際可提供的空間大小來設(shè)計(jì)電池 ,并得到所要求的電源特性。

　　2 Biploar電池

　　電池可以利用電極并排的方式來增加電池的工作電壓 ,但對(duì) 目前市面上的液態(tài)電解液電池來說 ,因?yàn)闀?huì)造成短路的問題所以是完全不可能的。但是對(duì)于高分子鋰二次電池來說 ,因?yàn)樗�是固態(tài)的電解質(zhì)系統(tǒng) ,所以可以使用這種方式來降低電池的體積和容器成本。如果能利用這種技術(shù)和前面所提的大型化 、厚型化互相配合 ,則將可以制造出各種不同電壓 容量與形狀的電池。

　　3 保護(hù)線路的簡(jiǎn)略化

　　目前市面上所銷售的鋰離子二次電池在過度充電的情形下 ,容易造成安全閥破裂而起火的情形 ,所以必須加裝保護(hù) 線路以確保電池不會(huì)發(fā)生過度充電的情形。而高分子鋰二次電池則因具有良好的耐充放電特性 ,因此可以不必外加保護(hù)IC線路 ,如此一來可以降低電池的制造成本。此外在充電方面 ,鏗聚合物電池可 以利用定電流充電 ,整個(gè)充電時(shí)間大約只需要 ,與鋰離子二次電池所采用的CCTV 充 電方式所需 的三小時(shí)比較起來 ,可 以縮短許多的等待時(shí)間。

　　4 能量密度提高的可能性

　　以上三點(diǎn)所提到是 目前各公司現(xiàn)有的鋰聚合物電池已開發(fā)完成的特性 ,而未來鋰聚合物電池的研發(fā)重點(diǎn)則會(huì)擺在提高其能量密度。目前實(shí)驗(yàn)中的技術(shù)包括使用鋰金屬作為負(fù)極和使用有機(jī)硫磺系列化合物做為正極。鋰金屬的容量密度可以達(dá)到 ,較鏗碳層化合物高出許多。因此若能利用鋰金屬當(dāng)負(fù)極來制造電池 ,則電池的理論容量密度可以達(dá)到3830mAh/g,較鋰離子二次電池系統(tǒng)高出近50%左右。

　　但在實(shí)際使用上 ,鋰金屬在液態(tài)電解液充放電過程中,會(huì)在鋰金屬表面上產(chǎn)生樹枝狀結(jié)晶 ,因而造成充放電效率降低 ,甚至?xí)�穿破隔離紙而造成電池短路引起燃燒的嚴(yán)重問題。因此如何利用搭配固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì) ,或者利用其它方法來解決這項(xiàng)技術(shù)問題 ,將是鋰聚合物電池在研發(fā)過程中的一大挑戰(zhàn)。硫化系化合物雖然具有高能量密度特性 ,但 目前在使用上仍有工作電壓低 、作動(dòng)電壓傾斜、低溫作動(dòng)不 良、循環(huán)壽命低等多項(xiàng)技術(shù)上的問題急待克服。

　　目前研發(fā)中的硫磺系化合物正極材料包括有機(jī)硫磺化合物 、碳硫化合物與活性硫磺等。鋰聚合物電池由于具有薄型化的特性 ,將可以突破 目前市面上鏗離子二次電池 的厚度限制 ,預(yù)料將可廣泛的應(yīng)用于未來的可攜式電子產(chǎn)品上 。

　　此外 ,因?yàn)殇嚲酆衔镫姵厮�使用的電解質(zhì)系統(tǒng)具有不漏液 ,且耐過充放電等特性 ,將可大幅提高目前電池在使用上的安全性 。當(dāng)然鋰聚合物電池也有缺點(diǎn)尚待改進(jìn) 。首先目前開發(fā)出來的鋰聚合物電池的能量密度仍然偏低 ,且多具有低溫特性不 良的缺點(diǎn)。而在未來的技術(shù)展望方面 ,則必須突破使用硫磺系化合物與鋰金屬等高能量密度正負(fù)極材料的技術(shù)問題 ,方可達(dá)到次世代電子產(chǎn)品對(duì)高性能電池的高容量與低成本的要求