怎么样为移动设备选择合适的锂离子电池呢？

在制作电池封装时，大多数封装制作商在选择封装内运用的锂离子电池类型时会遵照几个要害准则。假设规划要求侧重高性价比的供电，并且运用环境比较恶劣，或者封装外形的全部标准都逾越22毫米，那么圆柱形电池一般是志向的选择。可是，假设规划要求侧重很薄的厚度，需求定制或非常特别的外形标准，或分量很轻的电池，那么锂聚合物电池一般是更好的选择。

锂离子（Li-ion）电池有三种根本的外形标准：圆柱形，棱形（矩形砖块状）和扁平的锂聚合物（LiPo）电池。最常用的锂离子电池是圆柱形18650电池（图1）。这种电池每个月产量达几百万个，被广泛用于大多数笔记本电脑。

18650电池具有最低的每瓦时本钱。18指的是单位为毫米的电池直径，650代表长度为65毫米。锂离子电池的圆柱（或棱形）材料层像蛋卷相同卷在一起。圆柱（或棱形）锂离子电池一般封装在金属罐内。18650电池的典型容量从2200毫安时至3000毫安时不等。

棱形或砖状电池一般性价比较高，并且标准种类繁复，高度可以从约4毫米至约12毫米不等。最常见的外形标准是50毫米长和34毫米宽。

选用薄聚合物层的锂离子棱形电池可以封装在金属罐内（图2）。值得注意的是，棱形电池有一个压力分泌孔，并且端子做在金属罐上。聚合物电池上的正极和负极为突出于电池的极耳。棱形电池的典型容量规模在1000毫安时到3000毫安时之间。

锂聚合物电池有时也被称为叠层电池，外形标准可以定制。这种电池可以做得非常薄或非常大，取决于实践的用途。锂聚合物电池的首要利益是有多变的外形标准。锂聚合物电池可以封装在柔软的铝箔层压袋中，类似于咖啡袋材料，仅0.1毫米厚，而圆柱或棱形电池运用的铝或钢罐厚度一般为0.25毫米至0.4毫米。

锂聚合物电池通过在扁平三明治结构中堆叠电极和电解液材料制作而成，而不是像其它圆柱或棱形电池那样以蛋卷办法环绕而成（图3）。长度和宽度可以做得非常大。电池容量规模从比如蓝牙耳机运用的小型电池的50毫安时到电动汽车电池用的10安时以上。

锂离子电池的作业原理

在放电进程中锂离子从负极移动到正极，充电时则从正极移动到负极。锂离子电池的三个首要功能组件是阳极、阴极和电解液，每个组件都可以运用不同的材料。阴极材料一般是以下三种之一：分层氧化物（如氧化锂钴），基于聚阴离子的材料（如磷酸铝锂），尖晶石（如锰）。

圆柱和棱形锂离子电池运用单独的多孔聚合膜，一般是聚乙烯（PE）膜。这种膜坐落电极之间。等到组装好以后，再回填电解液。

锂聚合物电池运用聚乙烯、聚丙烯（PP）或PP/PE隔绝物。有些锂聚合物电池运用包含电解液的聚合物凝胶，将它涂覆在电极表面。在封装之前这种结构或许先要进行层压处理。

锂聚合物电池可以卷起来，或像纸牌相同叠起来。锂聚合物电池可以做得非常薄，最小可以做到约半个毫米。可是，这种极限封装或许会浪费很多空间，因此电池厚度一般在2毫米至6.5毫米之间。

电池的机械特性

人们或许会对锂聚合物电池及其柔性封装发生误解。这种柔性封装常常误导人们的认识，因为锂聚合物电池在装入设备时应坚持平坦，在电池体系中安装时乃至不能曲折。

曲折锂聚合物电池会使阳极和阴极材料彼此接近，或许导致意外的电镀和短路，然后缩短电池循环运用次数，并发生潜在的安全风险。聚合物电池上面的软包装很简单穿孔，也比金属罐更简单胀大。

与圆柱形电池比较，锂聚合物电池具有较低的体积能量密度，这是因为圆柱形电池具有特别健旺的形状，不会发生变形，因此可以运用非常高的电极密度。并且材料选择也愈加简单，因为圆柱形电池发生的少数气体对性能或形状没有影响。

对锂聚合物电池来说状况就不是这样了。不过能量密度方面的这种缺陷可以通过封装密度方面的利益加以补偿。除了电池之间丢失的空间外，圆柱形电池是固定标准的，大多数直径是18毫米，因此在实践运用时无法利用上全部可用空间。

电池的电气特性

电池的电压不取决于封装，而是取决于内部的有源材料。从最高电压到最低电压摆放，这些材料包含锰尖晶石、氧化钴（CO）、镍锰钴（NMC）和磷酸铁。包含锂聚合物电池在内的绝大部分锂离子电池运用的有源材料是氧化钴、镍锰钴或两者的混合物，因此电压规模应该是相同的，从最低的3V到最高的4.2V。

锂聚合物和棱形电池的充电次数都要比圆柱形电池多，因为它们的约束不是很严格，容许电极在循环充电期间更自由地胀大和缩短。就拿具有1C充电/放电循环寿数的2.7安时圆柱形电池为例，在通过500次充放电后仍具有初始容量的90%。即将推出的最新电池规划在500次充放电后仍可以到达初始容量的95%，循环次数乃至可以逾越1000次。

与封装在钢或铝罐中的电池比较，刺破电池将使锂聚合物电池面对大得多的风险。穿孔的电池或许导致内部短路，并使电池发热。即便电池没有短路，走漏也会使湿气进入，终究导致电池自放电和失效。电池也会因阳极与湿气发生反应而胀大。因此在运用电池以及封装规划时有必要非常慎重，不能让尖利的物体触摸电池。

边际短路是另一个简单被忽视的问题。封装中的铝层是导电的，因此当它在封装边际露出出来时，或许使与它触摸的元件发生短路。别的，当衔接铝层的极耳短路时，电池内部将发生腐蚀反应。当极耳沿封装边际曲折时就会发生这种现象。再次重申一下，电池的运用和封装规划要求非常慎重。

有关全部锂离子电池来说都存在过度放电损坏问题，但锂聚合物电池中发生的气体愈加明显。当电池电压太低时（大约1.5V），阳极反应初步发生气体。跟着电压继续下降至1V以下，阳极集电极的铜初步溶解，进而使整个电池短路。嵌入在电池封装中的电池办理体系（BMS）应防止过度放电。

过度充电会发生相同的问题。当电池处于高电压（大约4.6V）时，电解液初步分化，阴极处将发生气体。圆柱形电池集成有压力激活电流中断器件（CID），当发生气体压力时会阻挠过充。聚合物电池没有任何CID器件。虽然它们的胀大有助于通过新增电池阻抗而阻挠进一步过充，但这应该仅仅终究的防护手法。除了通过充电器对充电进程加以操控外，一般还会新增外部热熔丝完成过充保护。

外部短路时因为发热和过度放电或许导致电池胀大。圆柱形电池集成有正温度系数（PTC）器件，当外部短路导致大电流而使该器件被加热或自发热时自身将因扩张而形成高电阻。聚合物电池没有这种集成的PTC，因此只能新增外部PTC或热熔丝进行短路保护。

与其它类型的锂离子电池比较，锂聚合物电池每瓦时的本钱更高，原因有多个方面。首先，高质量叠层材料和容许密封口袋的专用极耳非常贵重。其次，制作速度比较慢，然后新增了劳动力和开支本钱。终究，虽然慢速生产有助于完成标准灵活性，但会导致较低的良率和较高的原型创立本钱。