鋰電池的保護機制介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-15 19:34
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保護機制
不管是充電還是放電，我們都有一個標準，通常是由電壓停止的。以石墨負極錳酸鋰鎳鈷電池為例，當電池充電電壓高于4.2v時，危險就會悄然而來。電壓越高，危險就越大。因為當電壓高于4.2v時，正極材料中鋰原子的數(shù)量減少，存儲的原子結構崩塌，這是永久的和不可逆的。如果繼續(xù)充電，當負極充滿鋰離子時，鋰離子將在負極表面形成帶電子的鋰金屬。也就是說，樹突會穿透隔膜，使正負極短路。過充也會使溫度升高。當溫度超過180℃時，電解液會分解，產(chǎn)生大量的氣體和熱量。外殼會膨脹。當它破裂時，氧氣會進入外殼并與鋰金屬發(fā)生劇烈反應，鋰金屬也會爆炸。因此充電電壓上限是一種保護措施。
鋰電池放電也需要較低的電壓限制。當鐵心電壓低于2.4v時，一些材料會被破壞。因為電池會自放電，放電時間越長，電壓越低。因此，最好不要放2.4V停止放電。從3.0v放電到2.4v放電期間，鋰電池釋放的能量僅占電池容量的3%左右。一般來說，我們選擇3.0V作為理想的放電截止電壓。所以不要過度鋪張是另一種保護措施。
除了剛才提到的充電截止電壓和放電截止電壓外，我們還利用電流來保護電池，這是我們經(jīng)常關注的速率性能。那些所謂的幾分鐘充滿電選擇特殊材料，如石墨烯。它可以簡單的理解為你的茶杯，那種用網(wǎng)孔隔開的茶。如果你慢慢地倒水，它就不會被阻塞，水也不會濺出來。但是如果你換一個大水龍頭，你會發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)被封鎖了，沒有時間進去。當電流過高時，鋰離子在進入電池前會聚集在材料表面。當這些鋰離子獲得電子時，它們會在材料表面產(chǎn)生鋰原子晶體，這和過充一樣危險。如果電池盒壞了，就會爆炸。
最后一道防線
通常，我們的電池，無論是手機電池還是動力電池，都有電池管理系統(tǒng)（或軟件）和電池保護電路板。蓄電池充放電時，監(jiān)測蓄電池電壓，防止過充、過放和大電流。如果上述方法不能實現(xiàn)電池保護，不能避免爆炸的發(fā)生，那么只能通過自毀來減少傷害。這些都需要由電池提供，如電池的防爆閥、防止過充的保險絲和ssd倒裝芯片來切斷電流和壓力，以降低電池爆炸的風險。
