在本專欄的上一篇文章中，筆者呼吁業界應該盡快研制聚合物鋰電池（polymer lithium ion battery，簡稱為LIP），而不應該再研制和大規模推廣液態鋰電池（lithium ion battery，簡稱為LIB），其理由也做過交待。從已有的反饋看，為使業內相關人士對聚合物鋰電池有一個正確的理解，筆者再對這種很可能在未來發揮重大作用的電池做一個較為深入的介紹。
聚合物鋰電池分三類，即：固體聚合物電解質鋰離子電池、凝膠聚合物電解質鋰離子電池和疊層型全固態聚合物鋰離子電池。
固體聚合物電解質鋰離子電池沒有液體或膠體電解質那樣的有機溶媒，因此它非常穩定，也不易因過量充電、碰撞或其他損害，以及過量使用而造成危險情況。不過，在常溫狀態下它的離子導電率低，適于高溫條件下使用。
凝膠聚合物電解質鋰離子電池的固體聚合物電解質中加入了增塑劑等添加劑，以提高離子導電率，使電池可在常溫下使用。這種聚合物鋰電池采用鋁塑膜包封，其內部構造有別于液態鋰電池，雖仍有安全隱患，但不會爆炸，只會鼓脹。
疊層型全固態聚合物鋰離子電池的正極涂有錳系化合物活性物質，以金屬鋰直接作為負極活性物質，并具有固態電解質。以金屬鋰直接作為負極活性材料，具有很多優點，首先是它有很高的可逆容量，其理論值高達3862mAh/g，是目前所用石墨負極活性材料的十多倍。而金屬鋰的價格又相當低，特別是在我國，且不說已在江西、青海、新疆已開發的鋰礦，就具有世界首屈一指的資源儲量，據日本媒體報道，近年在西藏“山南”地區已勘探出尚未開發的鋰金屬儲量，足夠20億輛像2006年日本慶應大學推出的那種愛利卡（Eliica）牌高級豪華電動轎車（單車總功率達480kW，空車質量達2400kg）使用。
過去，金屬鋰之所以未被作為負極活性材料，是由于金屬鋰在負極上會結晶形成樹枝狀的金屬鋰——“枝晶鋰”。“枝晶鋰”生長到一定程度便會刺破隔膜，造成電池內部短路，嚴重威脅人身安全。而現在采用固體電解質作為鋰離子的傳遞通路，可有效抑制“枝晶鋰”的生長，因而將金屬鋰直接作為負極活性材料，不僅可避免液態或膠態鋰電池的漏液現象，而且可制成能量密度更高、體積更小的疊層型固體電解質聚合物鋰離子電池。另據日本有關刊報道：未來兩三年內，上述疊層型鋰離子電池有可能取代液態鋰離子電池市場一半的份額。疊層型全固態聚合物鋰離子電池將是下一代各類電動汽車動力電池組不可或缺的蓄能元件。
日本NEC Lamilion Energy公司開發的疊層型鋰離子蓄電池吸收了日產汽車公司車載動力電池組技術，成為日產公司純電動汽車的大容量鋰離子動力電池。這種電池組總成現已通過日產汽車公司嚴格的可靠性試驗，并提供給世界22個電動汽車制造商以試制各自的新一代純電動汽車，得到普遍好評。來源：《中國汽車報》
|
