Сравнение безопасности литиевых батарей разной конструкции

Из основной технологии литий-ионных аккумуляторов, используемых в настоящее время, в основном есть несколько типов кобальтата лития, манганата лития, фосфата лития-железа и полимеров, и их различные материалы и структурные характеристики могут повлиять на технологию изготовления и использования аккумуляторов, поэтому безопасность обеспечивается Это.

1. Литий-кобальтатная батарея. Самая важная особенность подготовки заключается в том, что после полной зарядки в положительном электроде остается большое количество ионов лития. Другими словами, отрицательный электрод не вмещает больше ионов лития, прикрепленных к положительному электроду, но в состоянии перезарядки избыточные ионы лития на положительном электроде все еще плывут к отрицательному электроду, и на отрицательном электроде может образовываться металл, потому что это не может быть полностью приспособлено. Литий, поскольку этот металлический литий представляет собой дендритный кристалл, называется дендритами, и однажды образовавшиеся дендриты дают возможность пробить мембрану. Пробитие диафрагмы вызовет внутреннее короткое замыкание. Поскольку основным компонентом электролита является карбонат, температура молнии и температура кипения низкие, поэтому он может гореть или даже взорваться при более высоких температурах. Контролировать образование дендритов лития относительно легко на литиевых батареях малой емкости. Поэтому литий-кобальтооксидные батареи в настоящее время ограничиваются батареями малой емкости, такими как портативные электронные устройства, и не могут использоваться для батарей питания.

2. Полимерная литиевая батарея: фактически доступная теоретическая удельная энергия значительно улучшена по сравнению с литиево-кобальтооксидной батареей, может играть более высокую емкость, но с точки зрения материалов в полимерной батарее также используется кобальтовая кислота, литий и органические электролиты. не решают принципиально вопросы безопасности. С точки зрения использования, если аккумулятор закорочен, он будет генерировать чрезмерный ток. Электролит полимерно-литиевой батареи коллоидный и неплотный, что исключает возможность утечки жидкости, но вызывает более интенсивное горение. Поэтому самовозгорание - самая большая скрытая опасность полимерных литиевых батарей.

3. Литий-манганатная батарея: материал литиево-манганатной батареи имеет определенные преимущества. Это может гарантировать, что ион лития положительного электрода может быть полностью встроен в углеродное отверстие отрицательного электрода при полном заряде вместо того, чтобы быть похожим на кобальтат лития. Есть определенный остаток, который принципиально предотвращает образование дендритов. Это теоретически понятно. Фактически, если литий-манганатная батарея сталкивается с сильной внешней силой или снижает качество изготовления во время процесса подготовки, это может вызвать быстрое перемещение ионов лития во время цикла зарядки и разрядки. Дендриты образуются в том случае, если отрицательный электрод не имеет полного приема иона лития. Избежание этого последствия гарантируется испытанием аккумулятора на заводе. Короче говоря, подходящая литий-оксидная батарея на основе оксида марганца, как правило, не приводит к возникновению аварийных ситуаций. Поскольку стабильная структура манганата лития делает его характеристики окисления намного ниже, чем у кобальтата лития, даже если он имеет внешнее короткое замыкание (не внутреннее короткое замыкание), он может в основном предотвратить осаждение металлического лития, вызывающее возгорание и взрыв.

В-четвертых, литий-железо-фосфатная батарея: это идеальная аккумуляторная батарея, может использоваться для электроинструментов и электромобилей, теоретическая емкость фосфата лития-железа составляет 170 мАч / г, фактическая емкость материала составляет 160 мАч / г. С точки зрения безопасности, фосфат лития-железа является термически стабильным и высоким, а электролит имеет низкую окислительную способность, поэтому безопасность высока; но недостаток в том, что проводимость низкая, и требуется усовершенствовать технологию модификации. В результате объем получается слишком большим, а электролита расходуется в большом количестве. Более того, из-за большой емкости и плохой прочности батареи технология фосфата лития-железа все еще находится в стадии разработки.

Страница содержит содержимое машинного перевода.