防止鋰離子電池爆炸的措施主要有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-09-03 12:03
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防止電池的短路
對于隔膜而言而言,孔率為40%左右,且分布均勻，孔徑為10nm的隔膜能阻止正負極小顆粒運動,從而提高鋰離子電池的安全性;
隔膜的絕緣電壓與其防止正負極的接觸有著直接的關系,隔膜的絕緣電壓依賴于隔膜的材質、結構以及電池的裝配條件;
采用熱閉合溫度和熔融溫度差值比較大的復合隔膜(如PP/PE/PP)可防止電池熱失控。將隔膜表面涂覆陶瓷層提高隔膜耐溫性。利用低熔點的PE(125℃)在溫度較低的條件下起到閉孔作用,PP(155℃)又能保持隔膜的形狀和機械強度,防止正負極接觸,保證電池的安全性。
大家都知道以石墨負極替代金屬鋰負極,從而使充放電過程中鋰在負極表面的沉積和溶解變?yōu)殇囋谔碱w粒中的嵌入和脫出,防止了鋰枝晶的形成。但這并不代表鋰離子電池的安全性已經(jīng)解決,在鋰離子電池充電過程中,如果正極容量過多,就會出現(xiàn)金屬鋰在負極表面沉積,負極容量過多,電池容量損失較嚴重。
涂布厚度及其均一性也影響鋰離子在活性物質中的嵌入和脫出。例如負極面密度較厚不均一,因此充電過程中各處極化大小不同,就有可能發(fā)生金屬鋰在負極表面局部沉積。
使用條件不當也會引起電池的短路,低溫條件下,由于鋰離子的沉積速度大于嵌入速度,從而導致金屬鋰沉積在電極表面引起短路。因此,控制好正負極材料的比例,增強涂布的均勻性等是防止鋰枝晶形成的關鍵。
此外,粘結劑的晶化、銅枝晶的形成也會造成電池內(nèi)部短路。在涂布工藝中,通過涂布烘烤加熱將漿料中溶劑全部除去,若加熱溫度過高,則粘結劑也有可能發(fā)生晶化,會使活性物質剝落,使電池內(nèi)部短路。
在過放條件下,當電池過放至1-2V時,作為負極集電體的銅箔將開始溶解,并于正極上析出,小于1V時正極表面則開始出現(xiàn)銅枝晶,使鋰離子電池內(nèi)部短路。
