鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:5007次 | 2018年05月13日
解答:鋰電池過沖有危險性嗎?
隨著全球節(jié)能環(huán)保的的提倡,鋰電池的使用漸漸要代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉛酸電池的使用。鋰電池具有節(jié)能環(huán)保,污染率低,壽命更長,重量更輕,無記憶等多種優(yōu)勢。那么有消費(fèi)者要問到小編,鋰電池可以過充嗎?過充危險嗎?
對于LIB,過充電造成的影響更嚴(yán)重。原因在于過充電會造成兩個大問題。一個是超過負(fù)極鋰容量(理論容量,石墨為372mAh/g)的鋰將轉(zhuǎn)化為金屬鋰,以枝晶狀析出。這有可能造成內(nèi)部短路。
另一個是正極會產(chǎn)生反應(yīng)性非常強(qiáng)的氧氣。如果氧氣與LIB內(nèi)的電解液、鋰和碳的化合物結(jié)合,也就是發(fā)生氧化反應(yīng),可能會導(dǎo)致發(fā)熱和著火。
下面以正極的代表性物質(zhì)鈷酸鋰(LiCoO2)為例,來詳細(xì)解釋一下其中的原因。LiCoO2的結(jié)構(gòu)是在氧化鈷(CoO2)層之間插入鋰。充電時,鋰將脫離正極,向負(fù)極移動。鋰脫離后,“空房子”(空隙)將會增加。鈷(Co)會趁虛而入,鉆進(jìn)這些“空房子”寄住。隨著充電的進(jìn)行,“空房子”越多,或是溫度越高,鈷越容易發(fā)生移動。鈷移動到鋰曾經(jīng)的地盤后,之前與鈷組成CoO2的氧將失去伙伴,也從正極脫離。
這些氧是以原子狀態(tài)單獨(dú)存在的“初生態(tài)氧”,反應(yīng)性非常強(qiáng),與任何物質(zhì)都很容易發(fā)生反應(yīng)注1)。LIB中含有容易氧化的電解液、鋰和碳的化合物,這些物質(zhì)會與氧結(jié)合,導(dǎo)致發(fā)熱和著火。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
注:空氣中的氧是原子結(jié)合形成的氧氣(02)(鍵位占滿),反應(yīng)性不強(qiáng)。如果反應(yīng)性強(qiáng),生物在呼吸時,肺就會與氧氣發(fā)生反應(yīng)并灼傷,無法生存。我們必須感謝氧氣不具備強(qiáng)反應(yīng)性。
“初生態(tài)氧”會在怎樣的條件下產(chǎn)生?我們以Li1-xCoO2的x為參數(shù),通過利用熱質(zhì)量分析法檢測改變溫度時的質(zhì)量變化,對相關(guān)條件進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,x越大,也就是充電進(jìn)度越大,質(zhì)量開始減少的溫度越低,減少量越大。質(zhì)量減少是氧脫附的表現(xiàn)。而且我們還發(fā)現(xiàn),充電進(jìn)度越大(x越大),脫附的氧越多,氧脫附發(fā)生的溫度越低。也就是說,要想抑制“初生態(tài)氧”產(chǎn)生,不在超過規(guī)定的電壓下充電(避免過充電)、電池不升溫注2)是必需條件。為滿足這些條件,組裝企業(yè)等LIB的使用者必須小心謹(jǐn)慎。