鋰離子電池的保護(hù)機(jī)制
來源：未知
2019-02-20 14:09
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多重保護(hù)機(jī)制
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由于錯誤使用會減少壽命，甚至可能導(dǎo)致爆炸，所以，鋰離子電池設(shè)計時增加了多種保護(hù)機(jī)制。
保護(hù)電路
防止過充、過放、過載、過熱。
排氣孔
因其具有防爆炸功能，電池界業(yè)內(nèi)人士也稱為防爆孔或防爆線。原理十分簡單，在殼體表面劃出一條比殼體表面厚度稍微薄一點的線或孔，當(dāng)電芯短路時，電池內(nèi)部短時間內(nèi)將產(chǎn)生大量氣體并迅速增大壓強(qiáng)，當(dāng)壓力過載時，因防爆孔薄于殼體其余地方，氣體便防爆孔處泄氣，從而達(dá)到避免電芯整體爆炸的危險。
隔膜
隔離電芯正、負(fù)極片，以防止卷芯內(nèi)部正、負(fù)極片直接接觸造成短路；從微觀角度看，隔膜表面為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通常有PP、PE之分，也有PE、PP復(fù)合在一起的。
區(qū)分隔膜通常按厚度、寬度進(jìn)行劃分，鋁殼鋰離子電池使用的隔膜厚度通常為16um、18um、20um等，動力電池使用的隔膜厚度以30um以上為主流。
若按形狀區(qū)分則有卷狀、條狀之分。卷狀隔膜就是將裁剪好寬度的隔膜卷在一個紙筒上，供客戶自行裁剪隔膜單條長度（形狀與透明膠相似）。條狀隔膜則由供應(yīng)商按客戶提供的長、寬、厚等參數(shù)，直接裁剪好成條狀的隔膜。卷狀隔膜的優(yōu)點在于通用性強(qiáng)，但需增加人力進(jìn)行裁剪，條狀隔膜優(yōu)點在于無需人力裁剪即可使用，但是通用性不強(qiáng)。
隔膜在電池內(nèi)部溫度過高時還能融化，以防止電池爆炸。當(dāng)電池內(nèi)部溫度達(dá)到130℃（鋰離子電池國家標(biāo)準(zhǔn)gb18287-2000）以上時，隔膜的網(wǎng)狀孔將閉合，阻止鋰離子通過升高內(nèi)阻(至2kΩ)，以達(dá)到阻止電芯內(nèi)部溫度繼續(xù)升高的作用，從而保護(hù)電芯產(chǎn)生爆炸的危險。
排氣孔、隔膜一旦激活，電池將永久失效。
鋰電池鼓殼
鋰是化學(xué)周期表上直徑最小也最活潑的金屬。體積小所以容量密度高，廣受消費者與工程師歡迎。但是， 化學(xué)特性太活潑，則帶來了極高的危險性。鋰金屬暴露在空氣中時，會與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)而爆炸。 為了提升安全性及電壓，科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)，形成 了奈米等級的細(xì)小儲存格子，可用來儲存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，也會因氧分 子太大，進(jìn)不了這些細(xì)小的儲存格，使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。
鋰離子電池的這種原理，使得 人們在獲得它高容量密度的同時，也達(dá)到安全的目的。 鋰離子電池充電時，正極的鋰原子會喪失電子，氧化為鋰離子。鋰離子經(jīng)由電解液游到負(fù)極去，進(jìn)入負(fù) 極的儲存格，并獲得一個電子，還原為鋰原子。放電時，整個程序倒過來。為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸 而短路，電池內(nèi)會再加上一種擁有眾多細(xì)孔的隔膜紙，來防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時， 自動關(guān)閉細(xì)孔，讓鋰離子無法穿越，以自廢武功，防止危險發(fā)生。
