鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo)在安全性能上應(yīng)該滿足什么條件?
鋰離子電池已非常廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中,所以它的安全性能絕對應(yīng)該是鋰離子電池的第一項(xiàng)考核指標(biāo)。對于鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo),國際上規(guī)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足以下條件。5 }. i& u: l) y% G- @'' s
(1)短路:不起火,不爆炸
(2)過充電:不起火,不爆炸0 [3 t& G# @% y- P2 H1 K9 @
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(3)熱箱試驗(yàn):不起火,不爆炸(
(4)針剌:不爆炸(用Ф
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(5)平板沖擊:不起火,不爆炸(
(6)焚燒:不爆炸(煤氣火焰燒烤電池)
為了確保鋰離子電池安全可靠的使用,專家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全設(shè)計(jì),以達(dá)到電池安全考核指標(biāo)。 {+ L* t, f1 ? n
(1)隔膜
采用國際先進(jìn)的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到
(2)向電液中加入添加劑
在電池過充,電池電壓高于4.2v的條件下,電液添加劑與電液中其他物質(zhì)聚合,電池內(nèi)阻大副增加,電池內(nèi)部形成大面積斷路,電池不再升溫。
(3)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)
電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu),電池升溫時(shí),電池內(nèi)部活化過程中所產(chǎn)生的部分氣體膨脹,電池內(nèi)壓加大,壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。# r6 e$ Y5 [4 ^
(4)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)
進(jìn)行各項(xiàng)濫用試驗(yàn),如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等,考察電池的安全性能。同時(shí)對電池進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)和振動(dòng)、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn),考察電池在實(shí)際使用環(huán)境下的性能情況。
鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜,這里只能簡單介紹一下其中的幾個(gè)主要工序。0 P2 \: G; @9 p. {( X0 h0 Y
(1)制漿
用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合,經(jīng)高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。
(2)涂膜
將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負(fù)極極片。
(3)裝配
按正極片--隔膜--負(fù)極片--隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞制成電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程,即完成電/ ~8 R7 S2 t! C7 ?3 [& l'' x
池的裝配過程,制成成品電池。* E1 H
(4)化成2 N
用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進(jìn)行充放電測試,對每一只電池都進(jìn)行檢測,篩選出合格的成品電池,待出廠。
大家都已知道,鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰,負(fù)極是碳。
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
同樣道理,當(dāng)對電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極 → 負(fù)極 → 正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。
充電:
LiCoO2→Xli+ + Li1-xCoO2 + Xe -
Xli + + Xe - + C6 →LixC6
放電:
Xli + + Li1-xCoO2 + Xe - →LiCoO2 9 D2 X'' K ?2 T! \2 w
LixC6 →Xli + + Xe - + C
















