鋰電池生產(chǎn)需要的原材料有哪些？鋰電池為何會(huì)著火？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-09-06 14:01
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鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成，正極材料在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例，并且正極材料的性能直接影響了鋰電池的各項(xiàng)性能指標(biāo)，所以鋰電正極材料在鋰電池中占據(jù)核心地位。
1.正極材料
在正極材料當(dāng)中，最常用的材料有鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰和三元材料(鎳鈷錳的聚合物)。正極材料占有較大比例（正負(fù)極材料的質(zhì)量比為3:1~4：1）,因?yàn)檎龢O材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。
鋰電池正極材料具有廣闊的市場(chǎng)，前景十分樂觀。但鋰電池正極材料還存在一定的技術(shù)瓶頸，尤其是它的電容量高與安全性能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)還未充分發(fā)揮出來。我國(guó)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)正極材料關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)攻關(guān)，取得國(guó)際領(lǐng)先地位，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。
2.負(fù)極材料
在負(fù)極材料當(dāng)中，目前負(fù)極材料主要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料，以及其他的一些金屬間化合物等。負(fù)極材料作為鋰電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環(huán)性能方面起到了重要作用,處于鋰電池產(chǎn)業(yè)中游的核心環(huán)節(jié)。
3.隔膜
市場(chǎng)化的隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯為主的聚烯烴類隔膜。鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。
4.電解液
鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體。一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。電解液在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。
鋰電池為何會(huì)著火？
●充電速度過快
鋰離子的移動(dòng)速度是有限的，一旦超出，便會(huì)變得不穩(wěn)定，比如短路。雖然目前包括高通等公司均積極推廣快速充電技術(shù)，但充電速度需要符合鋰離子的極限、并通過一些技術(shù)創(chuàng)造穩(wěn)定的環(huán)境，防止短路現(xiàn)象發(fā)生。如果這個(gè)環(huán)節(jié)沒有處理好，短路便會(huì)加熱電解質(zhì)溶液，電池就會(huì)起火了。
●“熱失控”的演變過程
當(dāng)鋰電池組的溫度過高達(dá)到不可控的時(shí)候，就是所謂的“熱失控”狀態(tài)，在電池達(dá)到“熱失控”的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)自然、爆炸等極端事故。
●溫度過高
如果將鋰電池暴露在高溫環(huán)境或者電池內(nèi)部原件被破壞都會(huì)增加電池著火、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
●過充過放
鋰電池過度充電會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致電解液發(fā)熱并分解產(chǎn)生氣體，氣體在密封的電池內(nèi)部形成壓力，導(dǎo)致鋰電池膨脹，膨脹過程如果隔膜破裂，正負(fù)極接觸就會(huì)導(dǎo)致短路并起火。同樣，外部大功率過放電也會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱并膨脹，出現(xiàn)和過充類似的破壞過程導(dǎo)致起火。
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