怎樣材能使鋰離子電池更安全呢？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-07-23 15:30
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為了避免鋰離子電池過(guò)熱，甚至爆炸，除了確保安全的生產(chǎn)環(huán)境和工藝外，鋰電池的安全設(shè)計(jì)、鋰電池的材料安全以及鋰電池的使用細(xì)節(jié)也是確保鋰電池安全的關(guān)鍵因素。
1.安全設(shè)計(jì)
① 鋰電池內(nèi)部采用開關(guān)原件。在電池內(nèi)部溫度上升時(shí)，阻值隨之上升，溫度過(guò)高后停止放電，防止過(guò)度放電的情況。
② 設(shè)置電池出氣孔。在電池內(nèi)壓上升到一定程度后出氣孔自動(dòng)打開，保持內(nèi)壓的平衡，防止電池炸裂的情況出現(xiàn)。
2、材料安全
① 優(yōu)化電解質(zhì)體系。
目前電解液主要為有機(jī)溶劑，難以承受4.5伏以上的高電壓，容易分解產(chǎn)生氣體，造成電池氣脹、破裂或爆炸。同時(shí)，充電狀態(tài)下的正負(fù)極材料本身也很活潑，如鈷酸鋰之類的正極材料在過(guò)充電或受熱狀態(tài)下容易發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌，并產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)，而含有機(jī)溶劑的鋰化石墨負(fù)極在接觸空氣時(shí)也容易燃燒。
極性有機(jī)溶劑電解液難以保障動(dòng)力鋰離子電池的安全性，而現(xiàn)有的離子液體要么電化學(xué)窗口不夠?qū)?，要么相?duì)分子質(zhì)量和黏度太大，尚不能完全替代有機(jī)溶劑。因此，發(fā)展低溶劑或無(wú)溶劑的聚合物電解質(zhì)、無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合電解質(zhì)或無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)是提高電池安全性的根本舉措。
② 提高負(fù)極嵌鋰電位
目前使用的鋰離子電池主要以石墨基材料作為負(fù)極，其嵌鋰電位接近金屬鋰的析出電位，在快速充電時(shí)容易造成金屬鋰析出，常以鋰枝晶或鋰粉末狀態(tài)存在，前者會(huì)使電池內(nèi)短路，后者會(huì)加速電解液分解或與空氣接觸發(fā)生燃燒。提高負(fù)極的嵌鋰電位能有效改善電池的安全性和循環(huán)使用壽命。
與石墨基負(fù)極材料相比，能提高電極電位的材料有硬碳、硅、錫、鈦酸鋰等。
③ 選擇適當(dāng)材質(zhì)的正負(fù)極隔板材質(zhì)
在溫度上升一定程度后，正負(fù)極隔板材料自動(dòng)溶解，防止鋰離子通過(guò)，停止內(nèi)部的充放電反應(yīng)。
④ 選用合格的膠黏劑
粘結(jié)劑不合格，產(chǎn)生掉粉，形成毛刺造成隔膜穿刺，內(nèi)部短路，最后導(dǎo)致鋰電池爆炸。
3、使用細(xì)節(jié)：
正規(guī)的鋰電池品牌已經(jīng)擁有十分成熟商業(yè)技術(shù)，足以保證電池在一般情況下使用的安全性，并進(jìn)行過(guò)實(shí)際測(cè)試，所以只要我們善于使用我們的電池，并不會(huì)對(duì)我們產(chǎn)生太大的安全隱患。以下是安全使用鋰電池的一些建議：
① 不宜頻繁深度充放電。深度充放電次數(shù)在其他環(huán)境情況恒定的情況下和電池壽命是成正比的，多次充放電會(huì)導(dǎo)致電池壽命過(guò)早結(jié)束。而長(zhǎng)時(shí)間使用壽命結(jié)束的鋰電池則極易造成電池鼓脹等情況，從而引發(fā)爆炸。
② 充電過(guò)程中不宜過(guò)充或過(guò)放。我們經(jīng)常喜歡在設(shè)備的電量充滿后再充一會(huì)兒電，讓自己的設(shè)備能抗的時(shí)間更長(zhǎng)一些。長(zhǎng)期的過(guò)充和過(guò)放情況都會(huì)對(duì)鋰電池性能產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷和破壞，嚴(yán)重的就會(huì)引發(fā)爆炸等極端情況，所以電池的電充滿了就好。
③ 使用原裝充電器。充電時(shí)間是鋰電池爆炸事件的高發(fā)期。原裝充電器比兼容充電器更能保證電池安全。
④ 使用可靠的電池。盡量購(gòu)買原裝電池或市面知名品牌電池，不要為省錢而購(gòu)買“二手貨”或“水貨”，這類電池可能經(jīng)過(guò)維修，不如原裝電池可靠。
⑤ 不要將電池置于極端環(huán)境。高溫、碰撞等都是電池爆炸的重要誘因，盡量讓電池處在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境中，遠(yuǎn)離高溫的地方。
⑥ 不要嘗試改裝電池。手機(jī)是一種精密的通訊設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)，廠商會(huì)對(duì)其安全性進(jìn)行嚴(yán)格的考證。改裝后，電池可能處在之前未被考慮到的環(huán)境，增加了安全隱患。
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