鋰電池是如何發(fā)生熱失控的呢？石墨烯能有效解決鋰電池的熱失控問題嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-17 15:36
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近年來，隨著鋰電技術的不斷進步與實際成本逐漸下降，鋰電池在電動工具領域的應用越來越多，現(xiàn)階段各大巨頭廠商提出電動工具無繩化的想法后，使得鋰電池在電動工具領域有著廣闊的前景空間。
與此同時，人工智能的興起，鋰電家居產品、園林工具等新興智能工具類產品得到了迅速發(fā)展的機會，鋰電池的應用并不再局限于單個領域。其中根據(jù)業(yè)內人士稱，鋰電類電動工具、園林工具未來市場趨勢正如清晨的朝陽。電動工具鋰電化除了市場的推動與自身潛力外，還得到了國家地區(qū)政策的支持。例如歐盟早已禁止無線電動工具使用鎳鉻電池，鋰電電動工具的普及率與替換率也遠遠領先于國內市場;中國則是重新制定了電動工具鋰電池使用行業(yè)標準。
鋰電化無繩化意味著電動工具將會朝著更小體積、更輕重量、更低噪聲等方向發(fā)展，然而仍不可避免“副作用”的出現(xiàn)，那就是鋰電池中的鋰離子熱失控。鋰離子的工作溫度范圍是在+15～+45攝氏度之間，如果溫度超出臨界水平，則會導致電池單元功能安全、使用壽命縮短、不穩(wěn)定性以及可能發(fā)生的熱失控。
那么鋰電池中鋰離子是如何發(fā)生熱失控的呢?如果工具發(fā)生強烈的碰撞或高處跌落，電池有可能發(fā)生變形;材料則會滲透到電池里，引起內部短路或外部短路的現(xiàn)象;再者過度充電或快速充電時電流過大，極其有可能會永久損壞電池。
熱失控發(fā)生后就猶如多米諾骨牌效應一樣，電池中儲存的能量會突然釋放，從而產生火災。另外電池數(shù)量越多、能量密度越高、充放電功率越大，就意味著發(fā)生起火故障的概率就越高。
為了確保把熱失控的風險降到最低，伊利諾伊大學芝加哥分校研究人員發(fā)布了一份研究報告，報告中表明，石墨烯材料可以從鋰離子電池著火時吸走氧氣，可以防止陰極釋放的氧氣與電池內其他易燃品相結合，從而降低起火風險，減少事故損失。
石墨烯為鋰電池穿上“防火披風”
石墨烯復合材料已是鋰電池未來重點研究的方向之一，如何完善高質量石墨烯的制備技術，使其能夠應用于高能量密度、高功率密度動力鋰離子電池領域，必將會大幅度提升鋰電池的綜合性能，推動電動工具等相關領域的發(fā)展。
與此同時，人工智能的興起，鋰電家居產品、園林工具等新興智能工具類產品得到了迅速發(fā)展的機會，鋰電池的應用并不再局限于單個領域。其中根據(jù)業(yè)內人士稱，鋰電類電動工具、園林工具未來市場趨勢正如清晨的朝陽。電動工具鋰電化除了市場的推動與自身潛力外，還得到了國家地區(qū)政策的支持。例如歐盟早已禁止無線電動工具使用鎳鉻電池，鋰電電動工具的普及率與替換率也遠遠領先于國內市場;中國則是重新制定了電動工具鋰電池使用行業(yè)標準。
鋰電化無繩化意味著電動工具將會朝著更小體積、更輕重量、更低噪聲等方向發(fā)展，然而仍不可避免“副作用”的出現(xiàn)，那就是鋰電池中的鋰離子熱失控。鋰離子的工作溫度范圍是在+15～+45攝氏度之間，如果溫度超出臨界水平，則會導致電池單元功能安全、使用壽命縮短、不穩(wěn)定性以及可能發(fā)生的熱失控。
那么鋰電池中鋰離子是如何發(fā)生熱失控的呢?如果工具發(fā)生強烈的碰撞或高處跌落，電池有可能發(fā)生變形;材料則會滲透到電池里，引起內部短路或外部短路的現(xiàn)象;再者過度充電或快速充電時電流過大，極其有可能會永久損壞電池。
熱失控發(fā)生后就猶如多米諾骨牌效應一樣，電池中儲存的能量會突然釋放，從而產生火災。另外電池數(shù)量越多、能量密度越高、充放電功率越大，就意味著發(fā)生起火故障的概率就越高。
為了確保把熱失控的風險降到最低，伊利諾伊大學芝加哥分校研究人員發(fā)布了一份研究報告，報告中表明，石墨烯材料可以從鋰離子電池著火時吸走氧氣，可以防止陰極釋放的氧氣與電池內其他易燃品相結合，從而降低起火風險，減少事故損失。
石墨烯為鋰電池穿上“防火披風”
石墨烯復合材料已是鋰電池未來重點研究的方向之一，如何完善高質量石墨烯的制備技術，使其能夠應用于高能量密度、高功率密度動力鋰離子電池領域，必將會大幅度提升鋰電池的綜合性能，推動電動工具等相關領域的發(fā)展。
