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淺析影響鋰離子電池安全性的因素

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1261次  |  2020年12月09日  

影響鋰離子電池安全性的因素


1)內(nèi)部因素


鋰離子電池中的電極材料和電解質(zhì)都是易燃的,當(dāng)加熱(內(nèi)部或外部)時(shí),它會(huì)引起火災(zāi)并分解出現(xiàn)氣體,新增了電池爆炸的可能性。目前,聚合物隔離膜的強(qiáng)度相對(duì)較低,在碰撞或過(guò)熱的情況下容易損壞薄膜,導(dǎo)致電池短路。


同時(shí),制造工藝缺陷也容易造成鋰離子電池的安全問(wèn)題。例如,電池極耳過(guò)長(zhǎng),與極板或外殼接觸造成短路;極耳壓縮線圈芯,導(dǎo)致正極和負(fù)極短路;金屬粉末、銅箔、鋁箔碎片遺留在兩極之間可能會(huì)穿孔隔膜,造成微短路等一系列問(wèn)題。


2)外部因素


影響鋰離子電池安全性的外部因素比較復(fù)雜,如過(guò)充、外部短路、劇烈沖擊等都可能導(dǎo)致鋰離子電池自燃。


使用注意事項(xiàng)(排放)


關(guān)于電池來(lái)說(shuō),正常使用是放電的過(guò)程。鋰離子電池放電要注意以下幾點(diǎn):


第一,放電電流不宜過(guò)大,否則會(huì)因電池內(nèi)熱而造成永久性損壞。在手機(jī)上,這是沒(méi)有問(wèn)題的,不能考慮。


從右圖可以看出,電池的放電電流越大,放電容量越小,電壓下降越快。


第二,不要過(guò)量放電!鋰離子電池內(nèi)部電能的儲(chǔ)存是通過(guò)電化學(xué)的可逆化學(xué)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。過(guò)量的排放會(huì)導(dǎo)致這種化學(xué)變化的不可逆反應(yīng)。因此,鋰離子電池最怕過(guò)放電。幸運(yùn)的是,手機(jī)電池的內(nèi)部已經(jīng)安裝了保護(hù)電路,電壓不夠低,不足以損壞電池,保護(hù)電路會(huì)起用途,停止放電。


鋰離子電池:一種二次電池(可充電電池),通過(guò)在正極和負(fù)極之間移動(dòng)鋰離子來(lái)工作。在充放電過(guò)程中,Li+在兩個(gè)電極之間來(lái)回嵌入和去嵌入。充電時(shí),Li+從正極上脫嵌,通過(guò)電解液嵌入負(fù)極。負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。當(dāng)卸貨時(shí),情況正好相反。


鋰離子電池分為鋰離子電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦都使用鋰離子電池。電池一般以含鋰材料為電極,是現(xiàn)代高性能電池的代表。真正的鋰離子電池非常危險(xiǎn),很少用于日常電子產(chǎn)品中。


鋰離子電池最初是由日本索尼公司在1990年開(kāi)發(fā)的。它將鋰離子插入碳(石油焦和石墨)中形成負(fù)極(傳統(tǒng)鋰離子電池使用的鋰或鋰合金)。常用的陰極材料有LixCoO2、LixNiO2、LixMnO4、LiPF6+二乙烯基碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)。


石油焦和石墨為陰極材料,無(wú)毒,資源豐富。碳中嵌入的鋰離子克服了鋰的高活性,解決了傳統(tǒng)鋰離子電池的安全問(wèn)題。本發(fā)明的正極LixCoO2在充放電性能和壽命方面達(dá)到了更高的水平,降低了成本。鋰離子電池在21世紀(jì)將會(huì)有很大的市場(chǎng)。


LiCoO2+C=li1-xcoo2+LixC[1]


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