如何降低鋰電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-25 10:42
點(diǎn)擊量：次
近年來(lái)，隨著鋰電技術(shù)的不斷進(jìn)步與實(shí)際成本逐漸下降，鋰電池在電動(dòng)工具領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多，現(xiàn)階段各大巨頭廠商提出電動(dòng)工具無(wú)繩化的想法后，使得鋰電池在電動(dòng)工具領(lǐng)域有著廣闊的前景空間。
與此同時(shí)，人工智能的興起，鋰電家居產(chǎn)品、園林工具等新興智能工具類產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展的機(jī)會(huì)，鋰電池的應(yīng)用并不再局限于單個(gè)領(lǐng)域。其中根據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱，鋰電類電動(dòng)工具、園林工具未來(lái)市場(chǎng)趨勢(shì)正如清晨的朝陽(yáng)。例如歐盟早已禁止無(wú)線電動(dòng)工具使用鎳鉻電池，鋰電電動(dòng)工具的普及率與替換率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)市場(chǎng);中國(guó)則是重新制定了電動(dòng)工具鋰電池使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
鋰電化無(wú)繩化意味著電動(dòng)工具將會(huì)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(huì)導(dǎo)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。
熱失控發(fā)生后就猶如多米諾骨牌效應(yīng)一樣，電池中儲(chǔ)存的能量會(huì)突然釋放，從而產(chǎn)生火災(zāi)。另外電池?cái)?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(fēng)險(xiǎn)降到最低，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校研究人員發(fā)布了一份研究報(bào)告，報(bào)告中表明，石墨烯材料可以從鋰離子電池著火時(shí)吸走氧氣，可以防止陰極釋放的氧氣與電池內(nèi)其他易燃品相結(jié)合，從而降低起火風(fēng)險(xiǎn)，減少事故損失。
石墨烯為鋰電池穿上“防火披風(fēng)”
石墨烯復(fù)合材料已是鋰電池未來(lái)重點(diǎn)研究的方向之一，如何完善高質(zhì)量石墨烯的制備技術(shù)，使其能夠應(yīng)用于高能量密度、高功率密度動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域，必將會(huì)大幅度提升鋰電池的綜合性能，推動(dòng)電動(dòng)工具等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)已有企業(yè)積極布局石墨烯產(chǎn)業(yè)化，方大碳素公司在高端石墨烯方面取得多項(xiàng)技術(shù)突破，并且以項(xiàng)目建設(shè)為載體，加快新產(chǎn)品開發(fā)，在核石墨、納米炭材料、特種石墨、碳纖維、石墨導(dǎo)熱片等領(lǐng)域有所突破;而珈偉新能則在第十三屆中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)國(guó)上展示了新研發(fā)的“油性鋰電池用石墨烯導(dǎo)電漿料”，并且已經(jīng)將“油性鋰電池用石墨烯導(dǎo)電漿料”應(yīng)用到了鋰電池產(chǎn)品中。
當(dāng)然，石墨烯“爆紅”是近兩年的事兒，但實(shí)際上類似的研究和嘗試已經(jīng)開展了很長(zhǎng)時(shí)間;無(wú)可否認(rèn)，石墨烯對(duì)電池性能提升有所幫助，但能否為行業(yè)帶來(lái)顛覆性的變化有待時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。
與此同時(shí)，人工智能的興起，鋰電家居產(chǎn)品、園林工具等新興智能工具類產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展的機(jī)會(huì)，鋰電池的應(yīng)用并不再局限于單個(gè)領(lǐng)域。其中根據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱，鋰電類電動(dòng)工具、園林工具未來(lái)市場(chǎng)趨勢(shì)正如清晨的朝陽(yáng)。例如歐盟早已禁止無(wú)線電動(dòng)工具使用鎳鉻電池，鋰電電動(dòng)工具的普及率與替換率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)市場(chǎng);中國(guó)則是重新制定了電動(dòng)工具鋰電池使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
鋰電化無(wú)繩化意味著電動(dòng)工具將會(huì)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(huì)導(dǎo)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。
熱失控發(fā)生后就猶如多米諾骨牌效應(yīng)一樣，電池中儲(chǔ)存的能量會(huì)突然釋放，從而產(chǎn)生火災(zāi)。另外電池?cái)?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(fēng)險(xiǎn)降到最低，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校研究人員發(fā)布了一份研究報(bào)告，報(bào)告中表明，石墨烯材料可以從鋰離子電池著火時(shí)吸走氧氣，可以防止陰極釋放的氧氣與電池內(nèi)其他易燃品相結(jié)合，從而降低起火風(fēng)險(xiǎn)，減少事故損失。
石墨烯為鋰電池穿上“防火披風(fēng)”
石墨烯復(fù)合材料已是鋰電池未來(lái)重點(diǎn)研究的方向之一，如何完善高質(zhì)量石墨烯的制備技術(shù)，使其能夠應(yīng)用于高能量密度、高功率密度動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域，必將會(huì)大幅度提升鋰電池的綜合性能，推動(dòng)電動(dòng)工具等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)已有企業(yè)積極布局石墨烯產(chǎn)業(yè)化，方大碳素公司在高端石墨烯方面取得多項(xiàng)技術(shù)突破，并且以項(xiàng)目建設(shè)為載體，加快新產(chǎn)品開發(fā)，在核石墨、納米炭材料、特種石墨、碳纖維、石墨導(dǎo)熱片等領(lǐng)域有所突破;而珈偉新能則在第十三屆中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)國(guó)上展示了新研發(fā)的“油性鋰電池用石墨烯導(dǎo)電漿料”，并且已經(jīng)將“油性鋰電池用石墨烯導(dǎo)電漿料”應(yīng)用到了鋰電池產(chǎn)品中。
當(dāng)然，石墨烯“爆紅”是近兩年的事兒，但實(shí)際上類似的研究和嘗試已經(jīng)開展了很長(zhǎng)時(shí)間;無(wú)可否認(rèn)，石墨烯對(duì)電池性能提升有所幫助，但能否為行業(yè)帶來(lái)顛覆性的變化有待時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。
