7.3.2 锂聚合物电池
锂聚合物电池又称高分子锂电池，是一种化学性质的电池，如图7-8所示。相对以前的电池来说，其具有能量高、小型化、轻量化的特点。由于锂聚合物电池具有超薄化特征，因此，可以配合一些产品的需要，制作成不同形状与容量的电池，理论上的最小厚度可达0.5 mm。
图7-8 锂聚合物电池
一般的电池有正极、负极与电解质三要素。所谓的锂聚合物电池是指在三要素中至少有一个或一个以上采用高分子材料的电池系统。在锂聚合物电池系统中，高分子材料大多数被用在了正极和电解质上。正极材料使用的是导电高分子聚合物或一般锂离子电池所使用的无机化合物，负极常应用锂金属或锂碳层间化合物，电解质采用固态或胶态高分子电解质或有机电解液。由于锂聚合物中没有多余的电解液，因此，它更可靠、更稳定，具有比能量高、小型化、超薄化、轻量化和安全性高等多种优势。基于这样的优点，锂聚合物电池可制成任何形状与容量的电池，进而满足各种产品的需要；并且它采用铝塑包装，内部出现问题可立即通过外包装表现出来，即便存在安全隐患，也不会爆炸，只会鼓胀。在聚合物电池中，电解质起着隔膜和电解液的双重功能：一方面像隔膜一样隔离开正负极材料，使电池内部不发生自放电及短路；另一方面又像电解液一样在正、负极之间传导锂离子。聚合物电解质不仅具有良好的导电性，还具备高分子材料所特有的质量轻、弹性好、易成膜等特性，也顺应了化学电源质量轻、安全、高效、环保的发展趋势。
锂聚合物电池以锉合金作为正极，以高分子导电材料、聚乙炔、聚苯胺或聚对苯酚等作为负极，有机溶剂作为电解质。锂聚苯胺电池的比能量可达到350 Wh/kg，但比功率只有50～60 W/kg，使用温度为-40 ℃～70 ℃，寿命约为330次左右。通过对正负极与电解液材料的不断改进，锂聚合物电池的性能也在不断提升。
锂聚合物电池按电解质可分为三类：
（1）凝胶聚合物电解质锂离子电池，是在固体聚合物电解质中加入添加剂提高离子电导率，使电池可在常温下使用；
（2）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，在常温下的离子电导率低，适于高温使用；
（3）复合凝胶聚合物正极材料的锂离子电池，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。
命名方式：锂离子聚合物电池一般采用6～7位数进行命名，分别表示厚/宽/高，如PL6567100表示厚度为6.5 mm、宽度为67 mm、高度为100 mm的锂离子聚合物电池，其中PL表示该电池属聚合物类别。锂离子聚合物电池制作工艺一般采用叠片软包装，所以，尺寸改变灵活、方便，型号相对较多。
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，其他方面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。固态电解质像一个密封凝胶，在充电过程中不会轻易自燃解体。
锂聚合物电池的优点如下：
（1）无电池漏液问题，其电池内部不含液态电解液，使用胶态的固体。
（2）可制成薄型电池：以3.6 V 400 mAh的容量，其厚度可薄至0.5 mm。
（3）电池可设计成多种形状。
（4）电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲90°左右。
（5）可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
（6）容量比同样体积的锂离子电池高出一倍。
拓展
市场应用现状
锂离子电池早在1992年开始就已经商业化，而锂聚合物电池在1999年后才投入商业化。尽管如此，自1999年商业化生产以来，液态锂离子电池的发展一直落后于锂聚合物电池的发展速度，在2002年，锂离子电池的市场份额的7%已经被锂聚合物电池占领，至2005年大概占到了9.3%的市场份额，到2010年已经上升到了30%左右。
锂聚合物电池是相当先进的可充电电池，欧、美、日等各国及中国台湾地区都加大研究力度和开发进程。像日本SONY能源技术与中国台湾地区Moli电池部在1991年联合开发了一种以聚糖醇热解碳（PFA）为负极的锂聚合物电池。1993年，美国Bellcore（贝尔电讯）首先报道了采用PVDF凝胶电解质制造成的锂聚合物电池（PLIB）。1996年，美国Bellcore宣布了一套相对完备的锂聚合物电池的规模化生产技术。随后，日本的索尼、松下等公司宣布将联合生产锂聚合物电池。日本人将1999年定为锂聚合物电池的元年，锂聚合物电池已在实际中得到了应用。
由于锂聚合物电池使锂二次电池安全性和循环性能都得到保障，并且具有比能量高、工作温度范围宽、工作电压平稳、贮存寿命长等优点，被誉为“最有前途的化学电源”。苹果全系列产品均采用锂聚合物电池，iPad用的大聚合物电芯主要由ATL、力神、SDI、SONY、LGC共同提供。另外，丰田、日产等日系车企也在大力研发聚合物锂电池，用以匹配普锐斯和LEAF等新能源汽车。这类新型高能电池也会在MacBook和MacBook Pro的未来新产品中采用。尽管锂聚合物电池的成本较锂离子电池高出许多，仅在高档手机和笔记本计算机采用，但事实上，车用锂聚合物电池也已开始发展。
根据锂聚合物电池的优点可以看出，许多厂商都已推出商品化的锂聚合物充电电池，而所关注的焦点都是在于其超薄的特性。一般而言，以2～4 mm作为锂聚合物电池的厚度，较最小厚度的锂离子电池则可至少降低一半左右，因此，也给厂商在设计产品时提供相当大的可自由发挥的空间。