聚合物锂离子电 池
揭阳市京粤通讯科技发展有限公司    林晓聪

        在科学技术飞速发展的今天，移动电话、笔 记本电脑、个人数字助理等各种信息电子产品已经成为我们生活中不可或缺的一部份。在新一代信 息电子产品的设计上目前均朝向「轻、薄、短、小」的趋势发展，因此电源的供应是一个亟待解决 的问题，小型可充电电池的功能与特性已经成为决定新一代无线通信设备与笔记本电脑等可携带式 电子产品市场竞争优势的关键因素了。
        自九十年代初锂离子电池上市以来，锂离子 电池以其高比能密度和使用寿命长而受到重视，发展迅速。美国、韩国和台湾等地区也重点发展锂 离子电池。近几年来，锂二次电池发展迅猛，试图取代镉镍和镍氢电池，其中采用聚合物（高分子 材料）作电极和电解质材料的研究开发尤为引人注目。
        目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢 (Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种，而且随着便携式电子产品的应用越来越广、市场需求越来越多， 这些电池的需求量也随之增加。基于如此广阔的市场，世界各大电池公司为了在这个市场领域中取 得领先的地位，无不致力于开发具有更高能量密度、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。其中，聚合物锂离子(Lithium ion polymer)电池因为具有上述各项优点，更是各家厂商致力研发的目标。聚合物锂离子电池基 于安全、轻薄等特性，符合便携、移动产品的要求，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％，被称为21世纪移动设备的最佳电源解决方案。
        美国的Valence Technology,Inc. ，十多年来，投资1.5亿美元从事聚合物锂离子电池的研究，在电池芯技术方面的研发处于这个项 目的世界前沿。到目前为止，该公司已有超过790项有关专利在全世界范围内受到保护或已经申 报，并已成功地开发了5大系列不同型号的产品，广泛应用于卫星电话、蜂窝电话、笔记本电脑、 个人数字助理（PDA）等产品。美国空军的XXS微型卫星项目和QUANTUM公司的Rushmore eSystem Accelerator项目中的硬盘备用电源都采用了该公司的聚合物锂离子电池技术，另外， 美国海军为寻找现在使用的循环寿命短的银-锌电池的替代品，正在其水下舰艇上持续试验 Valence公司生产的大面积聚合物锂离子电池。该公司设在北爱尔兰Mallusk的生产厂及其在韩国 的合资公司Hanil Valence Co., Ltd.，均已开始商业化批量生产。
        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。
        目前聚合物锂离子电池主要用于手机、笔记 本电脑、个人数字助理（PDA）。将来，许多对电池要求严格的新型电子产品如台式电话子母机、 小型电台及对讲机、寻呼机、摄像机、电动自行车等，将选用聚合物锂离子电池作为电源，另外， 在电动汽车、军事领域也将广泛运用。可以预见，在未来的几年内，由于其优越的性能价格比，以 及其巨大的潜在需求，聚合物锂离子电池的发展前景将十分广阔。