鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:785次 | 2020年10月14日
如何設(shè)計(jì)鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)才是安全的?
手機(jī)、筆記本所用的是鋰離子電池,鋰離子電池就是靠鋰離子在正負(fù)極間的運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而供應(yīng)電量供應(yīng)和釋放的裝置,它要求鋰離子在正負(fù)極間進(jìn)行穿梭運(yùn)動(dòng)時(shí)不附加其它影響因素。從技術(shù)上來說,這種設(shè)計(jì)是完全可以實(shí)現(xiàn)的,但在實(shí)踐過程中,由于鋰離子電池是活性極強(qiáng)的產(chǎn)品,任何一點(diǎn)異常的情況都可能導(dǎo)致電池出現(xiàn)問題。
所有的鋰離子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,它們是通過鋰離子電池內(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,鋰離子電池結(jié)構(gòu)本身是一個(gè)工藝制造過程,而工藝制造過程是難以100%防止瑕疵存在的。
鋰離子逗留的正負(fù)極應(yīng)該潔凈,穿梭其間的電解液、隔膜也應(yīng)無雜質(zhì),但在制造過程中,電解液與隔膜難以完全防止沾著金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當(dāng)人們使用不當(dāng)(過充、過放、過流)或者把鋰離子電池置于極端環(huán)境(過高溫度)下,鋰離子電池就會(huì)過熱,碎片在常溫下的安靜狀態(tài)被打破,從而會(huì)在一個(gè)較熱的電解液空間中進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)。下一步,假如碎片接近了隔膜,熱的碎片將影響隔膜的隔離用途,也就造成短路。
可見,短路是由于兩個(gè)原因引起的:一是電池體內(nèi)有雜質(zhì),二是雜質(zhì)會(huì)運(yùn)動(dòng),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(huì)迸發(fā)火花,而電解液是易燃液體,火花在一個(gè)密閉的空間中就會(huì)引發(fā)電池的燃燒和爆炸,這一點(diǎn)很容易理解。因此,現(xiàn)在有一種聚合物鋰離子電池以膠體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì),可以降低短路的概率。但也不能完全防止。
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