還在為鋰電池安全擔心嗎?一種新型電池隔膜已經(jīng)問世
現(xiàn)在,由于鋰離子電池技術(shù)的飛速發(fā)展,各行各業(yè)為了滿足消費者對輕薄的追求,設(shè)計人員在為自己的新產(chǎn)品選擇電池時,首先想到的鋰電池。而如何選擇適合自己產(chǎn)品的池呢?好多設(shè)計人員都缺少對鋰電池的認識,往往等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計好之后才發(fā)現(xiàn)鋰電池和之前自己想像中不一樣而不得不重新設(shè)計,這樣不僅浪費時間更是浪費了成本。所以我們必須對鋰電池有一定的認識,這樣能為自己贏得時間和金錢。
鋰是自然界中最輕的非氣態(tài)金屬物質(zhì),因此,與其他種類的電池相比,鋰電池的比容量(單位重量的容量)和體密度(單位體積的容量)都是最高的,具有無可比擬的優(yōu)勢。鋰電池的內(nèi)阻很高,原因是其內(nèi)部的電解液是膠體而不是水溶液。此外,極低的含水率、理化性能穩(wěn)定的電極材料還使鋰電池可以在很寬的溫度范圍內(nèi)安全地工作。個別鋰電池可以在-55℃的低溫環(huán)境和+150℃的高溫下工作。鋰電池的額定輸出電壓為2.7~4.2V.鋰電池的種類很多,常用的有鋰聚乙烯、鋰二氧化錳、鋰亞硫酰氯、鋰二氧化硫,以及碘化鋰電池。
聚乙烯電池的輸出電壓為2.8V,其體密度比較高。圓柱形聚乙烯電池采用螺旋狀陰極,并以人造波紋橡膠密封。這種結(jié)構(gòu)雖說比較牢固,但是在某些特殊環(huán)境下,電池壽命還沒有耗盡,橡膠密封材料就已經(jīng)老化破損了,造成活性材料泄漏,引發(fā)事故。近兩年市場上最流行的鋰離子電池是三元材料的。三元是指,鋰電池里面的正極材料名稱。常規(guī)的電池正極材料是鈷酸鋰LiCoO2,三元材料則是鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2,三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整,三元材料做正極的電池相對于安全性。設(shè)計產(chǎn)品時最好是設(shè)計的同時和鋰電池廠家溝通好電池的問題,這樣發(fā)現(xiàn)問題可以及時調(diào)整,鋰電池廠家也可以根據(jù)自己的經(jīng)驗給設(shè)計人員提供最合適的方案。
近日,中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所工程實驗室設(shè)計并制備了一種基于聚酰亞胺無紡布的交聯(lián)型復(fù)合凝膠隔膜。該類隔膜結(jié)合了無紡布隔膜和凝膠聚合物電解質(zhì)的雙重優(yōu)勢。該隔膜制備方法簡單,易于實現(xiàn)工業(yè)化。
其中,作為底模的無紡布材料賦予了隔膜優(yōu)異的熱尺寸穩(wěn)定性,能有效防止電池在發(fā)熱狀態(tài)下因隔膜熔化和收縮而發(fā)生的短路爆炸事故。而隔膜內(nèi)部交聯(lián)的聚醚組分使復(fù)合隔膜具有長期使用的穩(wěn)定性,且被電解液溶脹后即可形成凝膠聚合物電解質(zhì)。這一設(shè)計可增強隔膜內(nèi)部電解液的穩(wěn)定性,克服單純使用無紡布隔膜時漏液嚴重的問題,能進一步增強使用過程中電池的安全性。此外,該類隔膜還表現(xiàn)出比商品PP隔膜更為優(yōu)異的電化學(xué)性能。
作為公認的理想儲能元件目前已被高度關(guān)注。然而近年來一系列著火事故表明,安全問題已成為制約電動車用動力鋰電池發(fā)展的首要瓶頸。在鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一,其采用塑料膜制成,可隔離電池正負極,以防止出現(xiàn)短路。因此,隔膜與電池安全有著重要關(guān)系。
















