鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2020年12月03日
怎么提高鋰離子電池的使用安全
1.添加劑原理:在鋰離子電池的電解液中加入聚合物單體分子,當(dāng)充電電壓超過(guò)限制時(shí),電極表面發(fā)生聚合成膜,電氧化聚合反應(yīng)封閉電極表面,阻斷電池反應(yīng)以防止不安全行為的發(fā)生;
2.鋰離子電池采用隔膜PP/PE/PP好于PE、PP;當(dāng)電池受熱時(shí),內(nèi)部隔膜中間層PE微孔先封閉,阻礙電流通過(guò),從而起到安全用途;
3.鋰離子電池使用安全閥,安全閥的開啟壓力及靈敏度是影響電池安全性的重要因素,能在一定程度上減小爆炸的威力;
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指電芯內(nèi)部安全隔離措施,包括正負(fù)、極及隔膜寬度,固定限位片,負(fù)極極片兩端貼膠,芯子貼膠等。
電池滿充電后,用電阻小于50mQ的導(dǎo)體將正負(fù)極短路。
電池在3C倍率、5V電壓條件下過(guò)充電,電池不爆炸、不起火
將電池固定在安全裝置的夾具上,用直徑2.5mm的鋼釘用力打下,使電池完全穿透。
電池滿充電后,放入溫箱以5℃/min的速率升溫至150℃,保溫30min。
提高電極材料熱穩(wěn)定性
鋰離子電池的安全問題是不安全電解質(zhì)直接導(dǎo)致的,但從根源上來(lái)說(shuō),是因?yàn)殡姵乇旧淼姆€(wěn)定性不高,熱失控的出現(xiàn)導(dǎo)致的。而熱失控的發(fā)生除了電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性原因,電極材料的熱穩(wěn)定性也是最重要的原因之一,所以提高電極材料的熱穩(wěn)定性也是提高電池安全性的重要環(huán)節(jié),但是這里所說(shuō)的電極材料熱穩(wěn)定性不但包括其自身的熱穩(wěn)定性,也要包括其與電解質(zhì)材料相互用途的熱穩(wěn)定性。
通常負(fù)極材料熱穩(wěn)定性是有其材料結(jié)構(gòu)和充電負(fù)極的活性決定的。關(guān)于碳材料,球形碳材料,如中間相碳微球(MCMB)相關(guān)于鱗片狀石墨,具有較低的比表面積,較高的充放電平臺(tái),所以其充電態(tài)活性較小,熱穩(wěn)定性相對(duì)較好,安全性高。而尖晶石結(jié)構(gòu)的Li4Ti5O12,相關(guān)于層狀石墨的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好,其充放電平臺(tái)也高得多,因此熱穩(wěn)定性更好,安全性更高。因此,目前對(duì)安全性要求更高的動(dòng)力鋰電池中通常使用MCMB或Li4Ti5O12代替普通石墨作為負(fù)極。通常負(fù)極材料的熱穩(wěn)定性除了材料本身之外,關(guān)于同種材料,特別是石墨來(lái)說(shuō),負(fù)極與電解液界面的固體電解質(zhì)界面膜(SEI)的熱穩(wěn)定性更受關(guān)注,而這也通常被認(rèn)為是熱失控發(fā)生的第一步。提高SEI膜的熱穩(wěn)定性途徑重要有兩種:一是負(fù)極材料的表面包覆,如在石墨表面包覆無(wú)定形炭或金屬層;另一種是在電解液中添加成膜添加劑,在電池活化過(guò)程中,它們?cè)陔姌O材料表面形成穩(wěn)定性較高的SEI膜,有利于獲得更好的熱穩(wěn)定性。
正極材料和電解液的熱反應(yīng)被認(rèn)為是熱失控發(fā)生的重要原因,提高正極材料的熱穩(wěn)定性尤為重要,在產(chǎn)業(yè)界正極材料的開發(fā)也更受關(guān)注,除了有其價(jià)格較高、利潤(rùn)較大的原因外,它在電池安全性中的重要地位也是其備受關(guān)注的一個(gè)重要原因。與負(fù)極材料相同,正極材料的本質(zhì)特點(diǎn)決定了其安全特點(diǎn)。LiFePO4由于具有聚陰離子結(jié)構(gòu),其中的氧原子非常穩(wěn)定,受熱不易釋放,因此不會(huì)引起電解液的劇烈反應(yīng)或燃燒;而其他過(guò)渡金屬氧化物正極材料,受熱或過(guò)充時(shí)容易釋放出氧氣,安全性差。
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