如何解決大容量磷酸鐵鋰電池的安全問題?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-30 22:21
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如何解決大容量磷酸鐵鋰電池的安全問題?磷酸鐵鋰電池的安全問題不僅關(guān)系到電池材料本身的性質(zhì)，而且關(guān)系到電池的制備技術(shù)和使用。鋰電池中儲存的總能量與它的安全性成反比。隨著鋰電池容量的增加，電池的尺寸也隨之增大。鋰電池的冷卻性能變差。
磷酸鐵鋰電池。Png
如何解決大容量磷酸鐵鋰電池的安全問題?
鋰電池組需要從技術(shù)的基本原理上解決安全問題。在過去，我們大多數(shù)人都是從技術(shù)的角度來考慮提高電池的安全性，比如設(shè)計安全閥，避免短路，控制制造過程等，但這些都只能說是為了盡量減少安全事故，不可能完全避免事故。通過優(yōu)化磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)和設(shè)計，可以提高其安全性。如選用熱穩(wěn)定性高的正極材料、耐燃電解液、不析出鋰離子的正極材料和高性能隔膜。
選用安全正極材料，目前正極材料有鋰鈷酸鋰和鋰錳酸鋰兩種批量生產(chǎn)的材料產(chǎn)品。鈷酸鋰是一個非常成熟的系統(tǒng)，就小電池而言，就分子結(jié)構(gòu)而言，由于鈷酸鋰(LiCo)的特點:充滿電后,仍有大量的鋰離子在陽極,超載時,剩余的陽極鋰離子將涌向陽極,陰極樹突形成是使用鈷酸鋰電池過度充電推論,甚至在正常充電和放電過程中,還可能有備用鋰離子陰極樹突。
選擇錳酸鋰材料是為了保證在分子結(jié)構(gòu)上處于完全荷電狀態(tài)時，正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入負(fù)極的碳孔中，從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生。同時,鋰錳酸鹽的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此,其氧化性能遠(yuǎn)低于鈷酸鋰、鈷酸鋰分解溫度超過100度,即使由于外部短路(針灸),外部短路,在充電,也可以完全避免風(fēng)險的燃燒,爆炸引起的鋰金屬的沉淀。
選擇一個熱封閉的隔膜，隔膜的作用是在鋰電池正極和負(fù)極分離的同時，讓鋰離子通過。當(dāng)溫度升高時，隔膜在熔化前關(guān)閉，將內(nèi)阻提高到2000歐姆并停止內(nèi)部反應(yīng)。
防爆閥:當(dāng)內(nèi)部壓力或溫度達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時，防爆閥開啟并開始泄壓，防止內(nèi)部氣體過度積聚、變形，最終導(dǎo)致爆管。
一般情況下，保護(hù)電路應(yīng)起到防止過充、過放電和過電流的作用。其主要原理是通過測量每個電池的電壓和總電流，控制開關(guān)電路，使整個電路斷開。但是，保護(hù)電路的設(shè)計是否合理，可靠性是否足夠高，是對廠家能力的考驗。
簡而言之，隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，人們對磷酸鐵鋰電池的設(shè)計、制造、測試和使用的認(rèn)識不斷加深，未來的鋰離子電池將變得更加安全。目前的鋰電池安全檢測與評價是對成品電池在各種濫用條件下進(jìn)行各種安全檢測，檢測磷酸鐵鋰材料和磷酸鐵鋰電池在這些條件下的優(yōu)異安全性能。
