锂聚合物电池与普通锂电池有何差异？

什么是锂聚合物电池？

锂聚合物电池，全称为锂离子聚合物电池，是一种先进的锂离子电池，它的核心特点是使用聚合物材料作为电解质,而不是传统锂离子电池中使用的液态有机电解液。

你可以把它看作是传统锂离子电池的“升级版”或“改良版”，虽然它们都利用锂离子在正负极之间移动来工作，但在物理形态、安全性和性能上,锂聚合物电池具有显著优势。

锂聚合物电池的核心构成

与传统锂电池相比，Li-Po电池的结构主要有以下几点不同：

1. 电解质：

   • 传统锂电池：液态电解液，这种电解液是易燃的,是传统锂电池安全风险的主要来源。
   • 锂聚合物电池：凝胶状或固态聚合物电解质，这种电解质是半固态的，像胶水一样,这是它所有特性的基础。

2. 外壳：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 传统锂电池：通常使用坚固的金属外壳（如钢壳或铝壳）,以承受液态电解液的压力。
   • 锂聚合物电池：使用铝塑复合膜作为外壳，这种材料非常轻便、柔软,并且可以塑形。

3. 电极：

   • 传统锂电池的电极是刚性的。
   • 锂聚合物电池的电极可以制成更薄的薄膜状，并且可以弯曲,以适应外壳的形状。

锂聚合物电池的主要优点

正是由于上述结构上的差异，Li-Po电池带来了许多传统电池无法比拟的优点：

超薄、超轻、形态灵活

这是Li-Po电池最突出的优点，由于采用铝塑复合膜外壳和薄膜电极，它可以根据设备内部空间的需要，被制成任意形状（如长方形、多边形、甚至异形）,厚度也可以做到非常薄。

• 应用：智能手机、超薄笔记本电脑、智能手表、无人机等对空间和重量要求极高的设备。

高能量密度

在相同体积或重量下，锂聚合物电池能存储更多的电量,这意味着：

• 更长的续航时间：设备可以工作更久。
• 更轻的设备：在相同续航下,电池可以做得更轻。

更高的安全性

凝胶状的聚合物电解质是不流动、不易燃的，这极大地降低了电池因泄漏、短路或过热而起火爆炸的风险，即使发生内部短路，产生的热量也较少,不易引发链式反应。

• 对比：传统液态锂电池在受到穿刺或短路时，液态电解液容易气化膨胀,导致爆炸的风险更高。

更低的自放电率

Li-Po电池在不使用时，电量流失的速度比传统锂电池更慢,这意味着电池可以存放更长时间而不需要频繁充电。

更好的放电性能

能够以更高的倍率（C-rate）进行放电，瞬间输出大电流，非常适合需要强劲动力的设备，如航模、无人机等。

锂聚合物电池的缺点

尽管优点很多，Li-Po电池也有一些固有的缺点：

成本更高

制造工艺更复杂，原材料成本也更高,导致其价格通常比同等容量的传统锂离子电池贵。

循环寿命相对较短

在完全充放电循环的次数上，一些Li-Po电池可能不如顶级的传统锂离子电池（如NCA或NMC电池）,这个差距正在缩小。

对过充和过放更敏感

虽然安全性提高了，但如果发生过充或过放，Li-Po电池的损坏是不可逆的，并且可能导致鼓包、失效，甚至有安全风险，它需要一个更精密的电池管理系统来精确控制充放电过程。

与传统锂离子电池的简单对比

应用领域

基于其优点，Li-Po电池被广泛应用于对轻量化、小型化和安全性有高要求的领域：

• 消费电子产品：智能手机、平板电脑、蓝牙耳机、智能手表、笔记本电脑。
• 无人机与航模：需要高能量密度和高倍率放电来提供强劲动力和长续航。
• RC遥控模型：如遥控汽车、遥控飞机。
• 可穿戴设备：智能手环、VR/AR设备。
• 便携式医疗设备：如便携式监护仪、血糖仪。
• 部分电动汽车：一些追求轻量化和灵活布局的电动汽车或混合动力汽车也开始采用软包电池。

重要安全须知

锂聚合物电池虽然比传统电池更安全，但它仍然是高压化学能源，处理不当仍有危险，以下是使用和存放Li-Po电池的黄金法则：

1. 使用专用充电器：务必使用符合电池规格（电压、电流）的智能平衡充电器。
2. 切勿无人看管充电：充电时最好有人在场，并放置在防火材料（如耐火砖、金属盒）上。
3. 避免极端温度：不要在过热或过冷的环境下充电或使用,高温是电池的头号杀手。
4. 防止物理损坏：避免穿刺、挤压、弯折电池。
5. 不要过度放电：不要让电池电压过低（通常单体芯电压不低于3.0V）,否则会永久性损坏。
6. 存放时保持半电状态：长期存放时，将电量保持在约40%-60%的水平,并存放在阴凉干燥处。
7. 发现鼓包立即停止使用：如果电池出现任何鼓包现象，说明内部已损坏，应立即停止使用并按照当地规定进行专业回收处理,切勿随意丢弃。

锂聚合物电池是一种通过使用聚合物电解质和软包外壳，实现了形态灵活、轻薄、安全等优化的先进锂电池，它在消费电子、无人机等高科技领域扮演着至关重要的角色，虽然成本和寿命仍有提升空间,但其技术优势使其成为现代便携式设备的首选电源之一。