解決大容量鋰電池安全性問(wèn)題的方法有什么?

    鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2023年12月14日  

    如何解決大容量鋰離子電池的安全性問(wèn)題


    鋰離子電池的安全性問(wèn)題,并不是外圍問(wèn)題,而是一個(gè)基于材料技術(shù)的本質(zhì)問(wèn)題。在材料技術(shù)上取得突破:


    1、選擇安全的正極材料,目前的正極有鈷酸鋰和錳酸鋰兩種量產(chǎn)的材料產(chǎn)品。鈷酸鋰在小電芯方面是很成熟的體系,由于鈷酸鋰在分子結(jié)構(gòu)方面(LiCo)的特點(diǎn):充滿電后,仍舊有大量的鋰離子留在正極,當(dāng)過(guò)充時(shí),殘留在正極的鋰離子將會(huì)涌向負(fù)極,在負(fù)極上形成枝晶是采用鈷酸鋰材料的電池過(guò)充時(shí)必然的結(jié)果,甚至在正常充放電過(guò)程中,也有可能會(huì)有多余的鋰離子游離到負(fù)極形成枝晶。所以手機(jī)電池頻頻發(fā)生爆炸事件,一方面是由于保護(hù)電路失效,但更重要的是在材料方面并沒(méi)有根本的解決問(wèn)題。同時(shí)鈷酸鋰的氧化性強(qiáng),在175度時(shí)就會(huì)分解,殼體泄漏,與空氣接觸,發(fā)生燃燒、爆炸。


    2、選擇錳酸鋰材料,在分子結(jié)構(gòu)方面保證了在滿電狀態(tài),正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入到負(fù)極炭孔中,從根本上防止了枝晶的出現(xiàn)。同時(shí)錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu),使其氧化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,分解溫度超過(guò)鈷酸鋰100度,即使由于外力發(fā)生內(nèi)部短路(針刺),外部短路,過(guò)充電時(shí),也完全能夠防止了由于析出金屬鋰引發(fā)燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。


    3、選擇熱關(guān)閉性能好的隔膜,隔膜的用途是在隔離電池正負(fù)極的同時(shí),允許鋰離子的通過(guò)。當(dāng)溫度升高時(shí),在隔膜熔化前進(jìn)行關(guān)閉,從而使內(nèi)阻上升至2000歐姆,讓內(nèi)部反應(yīng)停止下來(lái)。


    4、防爆閥:當(dāng)內(nèi)部壓力或溫度達(dá)到預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),防爆閥將打開(kāi),開(kāi)始進(jìn)行卸壓,以防止內(nèi)部氣體積累過(guò)多,發(fā)生形變,最終導(dǎo)致殼體爆裂。


    5、保護(hù)電路:通常保護(hù)電路需起到防止過(guò)充電,過(guò)放電,超大電流的用途。重要原理是通過(guò)測(cè)量每一只電芯的電壓和總電流,控制開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行整個(gè)回路的關(guān)斷,在電路的設(shè)計(jì)上并沒(méi)有過(guò)高的難度。但保護(hù)電路的設(shè)計(jì)是否合理,可靠性是否足夠高,是考驗(yàn)生產(chǎn)廠商的能力。保護(hù)電路是基于大約數(shù)十個(gè)個(gè)電阻、電容,開(kāi)關(guān)MOS管等電子元器件組成的pCB電路,各個(gè)元器件都存在失效的可能性。失效的保護(hù)電路會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路或?qū)▋煞N狀態(tài),當(dāng)開(kāi)路時(shí)會(huì)導(dǎo)致用戶不能使用電池組,而導(dǎo)通的狀態(tài)將會(huì)考驗(yàn)電芯抗過(guò)充的能力。


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