传统锂离子电池由于采用了液态的电解质,因此在封装上首先需要考虑的问题就是防止液态电解质的泄漏——这一点和普通的镍镉电池或者镍氢电池非常相似,所以,我们看到传统笔记本电脑的锂离子电池电芯大多采用了铝外壳或者钢外壳的封装,使其看起来与普通的3号充电电池或干电池并无太大差别(图3)。
图3 笔记本电脑锂离子电池的电芯,和普通干电池非常相似
虽然电池的总反应原理与锂离子电池并无差别,但是对于17英寸的MacBook Pro使用的锂聚合物电池电芯来说,其电解质却由液态转变为了固态或者半固态(凝胶状)。因此它基本是采用铝膜进行封装,其形状也可以根据实际的需要变得多样化(图4),而不是像锂离子电池电芯一样的圆柱状。
图4
之前我们说过,笔记本电脑的电池中,电芯是通过串联或者并联的堆叠方式来达到电脑所需的电池容量的。对于直径在4mm以上,且是圆柱状造型的锂离子电池电芯来说,假如电池的外包装大小空间已经固定,那么在这样的空间内所能堆叠下的电芯也必然是有限的。而且由于圆柱状的造型,加上电池内部的电路和安全保护装置,电芯在堆叠过程中必然会造成极大的空间浪费。而且为了延长电池续航时间,大部分厂商都是想法在可拆卸的锂离子电池中塞入更多的电芯提升电池容量,而这样的终结果就是电池更重,笔记本电脑也因此显得更为臃肿(图5)。
图5 圆柱状的电芯堆积造成巨大的空间浪费
反观锂聚合物电池,由于在形体上具有极大的可塑造性,其电芯的厚度小甚至可以达到
0.5mm的程度,而且其形状可以进行任意的塑造(图6)。即使将多个电芯组合在一起,电池的整体仍然可以做到非常轻薄的程度,而这正是MacBook风格所需要的。
图6 锂聚合物电池电芯的造型可任意塑造,因而可以做得更加轻薄
以固体聚合物为电解质的锂聚合物电池。电解质为聚合物与盐的混合物,这种电池在常温下的离子电导率低,适于高温使用。
以凝胶聚合物为电解质的锂聚合物电池。在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂,从而提高离子电导率,使电池可在常温下使用。
以聚合物为正极材料的锂聚合物电池。采用导电聚合物作为正极材料,其比储电量是普通锂离子电池的3倍,属于较新一代的锂电池。