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究竟該怎么樣解決大容量鋰離子電池組的安全性?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年09月27日  

鋰離子電池組要從根本的原理技術上解決安全性問題。以往大家大多是從工藝上考慮提高電池的安全性,比如設計安全閥、防止短路、控制制造過程等,但這些工作只能說是盡量地減少安全事故,不可能完全防止事故。可以通過優化磷酸鐵鋰離子電池的構造及設計提升安全性。如選用熱穩定性高的正極材料、耐燃電解液、鋰不析出的負極材料及高性能隔膜等。


選擇安全的正極材料,目前的正極有鈷酸鋰和錳酸鋰兩種量產的材料產品。鈷酸鋰在小電芯方面是很成熟的體系,由于鈷酸鋰在分子結構方面(LiCo)的特點:充滿電后,仍舊有大量的鋰離子留在正極,當過充時,殘留在正極的鋰離子將會涌向負極,在負極上形成枝晶是采用鈷酸鋰材料的電池過充時必然的結果,甚至在正常充放電過程中,也有可能會有多余的鋰離子游離到負極形成枝晶。


選擇錳酸鋰材料,在分子結構方面保證了在滿電狀態,正極的鋰離子已經完全嵌入到負極炭孔中,從根本上防止了枝晶的出現。同時錳酸鋰穩固的結構,使其氧化性能遠遠低于鈷酸鋰,分解溫度超過鈷酸鋰100度,即使由于外力發生內部短路(針刺),外部短路,過充電時,也完全能夠防止了由于析出金屬鋰引發燃燒、爆炸的危險。


選擇熱關閉性能好的隔膜,隔膜的用途是在隔離鋰離子電池組正負極的同時,允許鋰離子的通過。當溫度升高時,在隔膜熔化前進行關閉,從而使內阻上升至2000歐姆,讓內部反應停止下來。


防爆閥:當內部壓力或溫度達到預置的標準時,防爆閥將打開,開始進行卸壓,以防止內部氣體積累過多,發生形變,最終導致殼體爆裂。


通常保護電路需起到防止過充電,過放電,超大電流的用途。重要原理是通過測量每一只電芯的電壓和總電流,控制開關電路進行整個回路的關斷,在電路的設計上并沒有過高的難度。但保護電路的設計是否合理,可靠性是否足夠高,是考驗生產廠商的能力。



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