如何提高三元鋰電池安全性能？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-28 18:32
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三元鋰電池安全改進(jìn)方法。三元鋰電池具有高能量密度，但其安全性經(jīng)常受到質(zhì)疑。電池是否安全，要能夠滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，而不能簡(jiǎn)單地用什么材料作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，不能簡(jiǎn)單地說(shuō)三種材料都不安全。
三元鋰電池安全嗎?
三元鋰材料化學(xué)性能非常穩(wěn)定，尤其是高溫穩(wěn)定性非常好，即使在非常高的溫度下也不能分解氧氣，所以三元鋰電池的安全性能非常好，不容易發(fā)生燃燒爆炸等危險(xiǎn)。再加上合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其安全性得到了進(jìn)一步的提高，使電池在受到?jīng)_擊、針刺、短路等情況下不會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。
三個(gè)鋰電池。JPG
三元鋰電池安全嗎?這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該從材料/結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、生產(chǎn)工藝和充放電特性三個(gè)方面來(lái)回答。
1. 三元鋰電池是鋰離子電池的安全負(fù)極材料，不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素。氧在橄欖石結(jié)構(gòu)中不易析出，提高了材料的穩(wěn)定性。
2. 三元鋰電池的生產(chǎn)工藝與其他鋰電池品種基本相同，其核心工藝包括:配料、涂覆、壓卷、制膜、纏繞。在混合過(guò)程中，三元鋰材料的導(dǎo)電性相對(duì)較差，所以通常會(huì)使顆粒變小。其客觀效果是內(nèi)部布置更加均勻，促進(jìn)了平衡電壓平臺(tái)的形成，使電池在工作時(shí)保持穩(wěn)定。
3.充放電是鋰電池的兩種基本工作狀態(tài)。三元鋰電池在充放電過(guò)程中，由于鐵離子的氧化能力較弱，不會(huì)釋放出氧氣，因此很難與電解液自然氧化，這使得三元鋰電池的充放電過(guò)程處于一個(gè)安全的環(huán)境中。不僅如此，三元鋰電池在大的放電速率下，甚至在過(guò)充過(guò)放的過(guò)程中，也很難發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)。
大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)絕對(duì)是安全的，火災(zāi)發(fā)生在一些車(chē)型上。無(wú)論是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)質(zhì)量、收費(fèi)管理等問(wèn)題，都不能一概而論。三元材料鋰電池有多種不同的配方，不同的企業(yè)有不同的安全標(biāo)準(zhǔn)，不能簡(jiǎn)單地說(shuō)三元材料不安全。
三元鋰電池安全改進(jìn)方法
由于鋰電池的特性，有必要建立一個(gè)BMS鋰電池管理系統(tǒng)。主要功能有過(guò)充保護(hù)(OVP)、過(guò)放保護(hù)(UVP)、過(guò)熱保護(hù)(OTP)、過(guò)流保護(hù)(OCP)等。萬(wàn)一發(fā)生事故，可以立即切斷電流。專(zhuān)家表示，三元鋰電池材料的安全性可以通過(guò)材料的改性和優(yōu)化、表面涂層和電解液的調(diào)整逐步得到解決。
陶瓷氧化鋁涂層中，Al2O3通過(guò)形成al-o-f和al-f層可消耗電池系統(tǒng)中的HF，充電電壓可提高到4.5V。
將鎳的含量控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)(811肯定比622更不穩(wěn)定)。
(3)在適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)中加入其他金屬元素可以提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性。
(4)采用添加劑對(duì)電解液進(jìn)行優(yōu)化，能有效促進(jìn)電極材料表面形成優(yōu)質(zhì)的表面膜，同時(shí)抑制電解液的氧化分解。
(5)含高沸點(diǎn)和閃點(diǎn)的電解液阻燃添加劑，常見(jiàn)的有機(jī)磷、氟磷酸鹽系列。
選用陶瓷隔離膜，改善了隔膜基材和涂層的厚度，采用新型耐高溫低收縮的無(wú)紡布材料。
三元鋰電池材料摻雜的新材料開(kāi)發(fā),我們認(rèn)為如果摻雜其他元素的三元,不僅可以到目前為止在電化學(xué)性能產(chǎn)生影響,也提出了更多的要求制備技術(shù),同樣的成本的提高將限制三元,涂層的應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)品一致性的影響,因此我們認(rèn)為在保證產(chǎn)品適合工業(yè)化的前提下，提高安全性能是能夠使材料三元應(yīng)用于實(shí)功率鋰電池的最佳方式。
