鉅大LARGE | 點擊量:718次 | 2020年10月07日
怎么樣材能使鋰離子電池更安全呢?
為了防止鋰離子電池過熱,甚至爆炸,除了確保安全的生產(chǎn)環(huán)境和工藝外,鋰離子電池的安全設(shè)計、鋰離子電池的材料安全以及鋰離子電池的使用細(xì)節(jié)也是確保鋰離子電池安全的關(guān)鍵因素。
1.安全設(shè)計
①鋰離子電池內(nèi)部采用開關(guān)原件。在電池內(nèi)部溫度上升時,阻值隨之上升,溫度過高后停止放電,防止過度放電的情況。
②設(shè)置電池出氣孔。在電池內(nèi)壓上升到一定程度后出氣孔自動打開,保持內(nèi)壓的平衡,防止電池炸裂的情況出現(xiàn)。
2、材料安全
①優(yōu)化電解質(zhì)體系。
目前電解液重要為有機溶劑,難以承受4.5伏以上的高電壓,容易分解出現(xiàn)氣體,造成電池氣脹、破裂或爆炸。同時,充電狀態(tài)下的正負(fù)極材料本身也很活潑,如鈷酸鋰之類的正極材料在過充電或受熱狀態(tài)下容易發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌,并出現(xiàn)顯著的熱效應(yīng),而含有機溶劑的鋰化石墨負(fù)極在接觸空氣時也容易燃燒。
極性有機溶劑電解液難以保障動力鋰離子電池的安全性,而現(xiàn)有的離子液體要么電化學(xué)窗口不夠?qū)?,要么相對分子質(zhì)量和黏度太大,尚不能完全替代有機溶劑。因此,發(fā)展低溶劑或無溶劑的聚合物電解質(zhì)、無機有機復(fù)合電解質(zhì)或無機固體電解質(zhì)是提高電池安全性的根本舉措。
②提高負(fù)極嵌鋰電位
目前使用的鋰離子電池重要以石墨基材料作為負(fù)極,其嵌鋰電位接近金屬鋰的析出電位,在快速充電時容易造成金屬鋰析出,常以鋰枝晶或鋰粉末狀態(tài)存在,前者會使電池內(nèi)短路,后者會加速電解液分解或與空氣接觸發(fā)生燃燒。提高負(fù)極的嵌鋰電位能有效改善電池的安全性和循環(huán)使用壽命。
與石墨基負(fù)極材料相比,能提高電極電位的材料有硬碳、硅、錫、鈦酸鋰等。
③選擇適當(dāng)材質(zhì)的正負(fù)極隔板材質(zhì)
在溫度上升一定程度后,正負(fù)極隔板材料自動溶解,防止鋰離子通過,停止內(nèi)部的充放電反應(yīng)。
④選用合格的膠黏劑
粘結(jié)劑不合格,出現(xiàn)掉粉,形成毛刺造成隔膜穿刺,內(nèi)部短路,最后導(dǎo)致鋰離子電池爆炸。
3、使用細(xì)節(jié):
正規(guī)的鋰離子電池品牌已經(jīng)擁有十分成熟商業(yè)技術(shù),足以保證電池在一般情況下使用的安全性,并進(jìn)行過實際測試,所以只要我們善于使用我們的電池,并不會對我們出現(xiàn)太大的安全隱患。以下是安全使用鋰離子電池的一些建議:
①不宜頻繁深度充放電。深度充放電次數(shù)在其他環(huán)境情況恒定的情況下和電池壽命是成正比的,多次充放電會導(dǎo)致電池壽命過早結(jié)束。而長時間使用壽命結(jié)束的鋰離子電池則極易造成電池鼓脹等情況,從而引發(fā)爆炸。
②充電過程中不宜過充或過放。我們經(jīng)常喜歡在設(shè)備的電量充滿后再充一會兒電,讓自己的設(shè)備能抗的時間更長一些。長期的過充和過放情況都會對鋰離子電池性能出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷和破壞,嚴(yán)重的就會引發(fā)爆炸等極端情況,所以電池的電充滿了就好。
③使用原裝充電器。充電時間是鋰離子電池爆炸事件的高發(fā)期。原裝充電器比兼容充電器更能保證電池安全。
④使用可靠的電池。盡量購買原裝電池或市面知名品牌電池,不要為省錢而購買二手貨或水貨,這類電池可能經(jīng)過維修,不如原裝電池可靠。
⑤不要將電池置于極端環(huán)境。高溫、碰撞等都是電池爆炸的重要誘因,盡量讓電池處在一個穩(wěn)定的環(huán)境中,遠(yuǎn)離高溫的地方。
⑥不要嘗試改裝電池。手機是一種精密的通訊設(shè)備,在設(shè)計時,廠商會對其安全性進(jìn)行嚴(yán)格的考證。改裝后,電池可能處在之前未被考慮到的環(huán)境,新增了安全隱患。
上一篇:鋰電動汽車充電說明