安全的鋰電池需要怎樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-13 12:28
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因鋰電池引起手機爆炸的恐慌心理總是讓人們在事情過去后還心有余悸，包括戴爾、蘋果這樣的全球品牌也有過類似的尷尬情況。這使人們不得不考慮一個問題：鋰電池的爆炸是不可避免的的嗎?
手機、筆記本等所用的是鋰離子電池，所謂鋰離子電池就是靠鋰離子在正負極間的運動來實現(xiàn)電量供應和釋放的裝置，它要求鋰離子在正負極間進行穿梭運動時不能附加其它影響因素，即干凈地運動。從理論上來說，這種設(shè)計是完全可以實現(xiàn)的，但在實踐過程中，由于鋰離子電池是敏感性極強的產(chǎn)品，任何一點異常的情況都可能導致電池出現(xiàn)問題。
所有的鋰電池爆炸都是由短路引起的，引起短路的現(xiàn)象有過充、過放、過流、過熱，它們是通過鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)而形成電池短路的，所謂內(nèi)因決定外因的意思，鋰電池結(jié)構(gòu)本身是一個工藝制造過程，而工藝制造過程是難以100%避免瑕疵存在的。
鋰離子逗留的正負極應該潔凈，穿梭其間的電解液、隔膜也應無雜質(zhì)，但在制造過程中，電解液與隔膜難以完全避免沾著金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當人們使用不當(過充、過放、過流)或者把鋰電池置于極端環(huán)境(過高溫度)下，鋰電池就會過熱，碎片在常溫下的安靜狀態(tài)被打破，從而會在一個較熱的電解液空間中進行熱運動。下一步，如果碎片接近了隔膜，熱的碎片將影響隔膜的隔離作用，也就造成短路。
可見，短路是由于兩個原因引起的：一是電池體內(nèi)有雜質(zhì)，二是雜質(zhì)會運動，二者的中介是發(fā)熱，因此，短路必然有發(fā)熱伴隨，而發(fā)熱并不必然短路。第三步，短路會迸發(fā)火花，而電解液是易燃液體，火花在一個密閉的空間中就會引發(fā)電池的燃燒和爆炸，這一點很容易理解。因此，現(xiàn)在有一種聚合物鋰電池以膠體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)，可以降低短路的概率。但也不能完全避免。
一旦電池發(fā)生短路，視電池結(jié)構(gòu)和溫度高低程度的不同，一般來說，電池體會出現(xiàn)漏液、燃燒和爆炸三種情況，而燃燒引發(fā)的安全問題最為嚴重。鋰電池的發(fā)明者是西洋美國人，畢業(yè)于耶魯大學和芝加哥大學的John Goodenough教授，注意這個名字，goodenough，他爸媽取名的時候不知道是怎么想的。Goodenough教授現(xiàn)在還健在，在各個鋰電池的峰會，論壇之類的場合還能看到他的身影。
鋰電池這個行業(yè)是很有意思的，曾經(jīng)這個行業(yè)是日本人壟斷世界的行業(yè)。
世界上第一個將鋰電池實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的公司是日本的索尼，1991年商業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池用于消費電子產(chǎn)品。
