電解質(zhì)對鋰離子電池安全問題的影響有哪些
來源:寶鄂實業(yè)
2019-12-04 07:58
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電解液對鋰離子電池的安全問題的影響分為多種方面,主要包括以下三個方面:
1、電解液通常使用的溶劑為有機碳酸酯類化合物,它們具有高活性,極易燃燒。處于充電態(tài)的電池正極材料為強氧化性化合物,同時處于充電態(tài)的負極材料為強還原性化合物。在濫用情況下,如過充、過熱和短路等,強氧化性正極材料穩(wěn)定性通常較差,易釋放出氧氣,而碳酸酯極易與氧氣反應(yīng),放出大量的熱和氣體;產(chǎn)生的熱量會進一步加速正極的分解,產(chǎn)生更多的氧氣,促進更多放熱反應(yīng)的進行;同時強還原性負極的活潑性接近金屬鋰,與氧接觸會立即燃燒并引燃電解液、隔膜等,從而引起了電池的熱失控,使電池產(chǎn)生燃燒和爆炸。
2、電極/有機電解液相互作用的熱穩(wěn)定性是制約鋰離子電池安全性的首要因素。就正極和負極與有機電解液相互作用的熱穩(wěn)定性對鋰離子電池的安全性的影響而言,正極/電解液反應(yīng)對鋰離子電池的安全性的影響最為重要。雖然,負極/電解液首先發(fā)生反應(yīng),但正極/電解液的反應(yīng)動力學(xué)非常快,正極/電解液反應(yīng)控制著整個電池耐熱實驗的結(jié)果。通常正極材料在充電狀態(tài)下很不穩(wěn)定,容易分解并放出氧氣,放出的氧氣與電解液發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生熱量,從而導(dǎo)致電池的溫度升高,引起更多的反應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致熱失控。如果電池的環(huán)境溫度足以引發(fā)正極/電解液反應(yīng),就會導(dǎo)致電池的熱失控狀態(tài),而高活性的不穩(wěn)定的電解液就像是在電池?zé)崾Э剡@把火上澆了一桶油。
3、在鋰離子電池電解液的安全問題上,電解液本身相當(dāng)于可燃物,而且在一些濫用條件下,電池內(nèi)部產(chǎn)生足夠的熱量常使正極釋放出氧氣,為電解液的燃燒提供了助燃物,但是由于生成的氧氣量有限,通常導(dǎo)致電解液的不完全燃燒。但是這樣的燃燒仍然產(chǎn)生大量的熱和氣體,導(dǎo)致電池系統(tǒng)的破壞,打開一個缺口,然后從電池內(nèi)部噴出的氣體或氣溶膠,和空氣充分反應(yīng),導(dǎo)致劇烈地燃燒,甚至爆炸。
















