鉅大LARGE | 點擊量:845次 | 2020年10月16日
鋰離子電池重要存在什么安全隱患?
1、正極材料的安全隱患
當(dāng)鋰離子電池使用不當(dāng)時,導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度的升高,使正極材料會發(fā)生活性物質(zhì)的分解和電解液的氧化。同時,這兩種反應(yīng)能夠出現(xiàn)大量的熱,從而造成電池溫度的進(jìn)一步上升。不同的脫鋰狀態(tài)對活性物質(zhì)晶格轉(zhuǎn)變、分解溫度和電池的熱穩(wěn)定性影響相差很大。
2、負(fù)極材料的安全隱患
早期使用的負(fù)極材料是金屬鋰,組裝的電池在多次充放電后易出現(xiàn)鋰枝晶,進(jìn)而刺破隔膜,導(dǎo)致電池短路、漏液甚至發(fā)生爆炸。嵌鋰化合物能夠有效防止鋰枝晶的出現(xiàn),大大提高鋰離子電池的安全性。隨著溫度的升高,嵌鋰狀態(tài)下的碳負(fù)極首先與電解液發(fā)生放熱反應(yīng)。相同的充放電條件下,電解液與嵌鋰人造石墨反應(yīng)的放熱速率遠(yuǎn)大于與嵌鋰的中間相碳微球、碳纖維、焦碳等的反應(yīng)放熱速率。
3、隔膜與電解液的安全隱患
鋰離子電池的電解液為鋰鹽與有機溶劑的混合溶液,其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰,該材料在高溫下易發(fā)生熱分解,并與微量的水以及有機溶劑之間進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng),降低電解液的熱穩(wěn)定性。電解液有機溶劑為碳酸酯類,這類溶劑沸點、閃點較低,在高溫下容易與鋰鹽釋放PF5的反應(yīng),易被氧化。
4、制造工藝中的安全隱患
鋰離子電池在制造過程中,電極制造、電池裝配等過程都會對電池的安全性出現(xiàn)影響。如正極和負(fù)極混料、涂布、輥壓、裁片或沖切、組裝、加注電解液的量、封口、化成等諸道工序的質(zhì)量控制,無一不影響電池的性能和安全性。漿料的均勻度決定了活性物質(zhì)在電極上分布的均勻性,從而影響電池的安全性。漿料細(xì)度太大,電池充放電時會出現(xiàn)負(fù)極材料膨脹與收縮比較大的變化,可能出現(xiàn)金屬鋰的析出;漿料細(xì)度太小會導(dǎo)致電池內(nèi)阻過大。涂布加熱溫度過低或烘干時間不足會使溶劑殘留,粘結(jié)劑部分溶解,造成部分活性物質(zhì)容易剝離;溫度過高可能造成粘結(jié)劑炭化,活性物質(zhì)脫落造成電池內(nèi)部短路。
5、電池使用過程中的安全隱患
鋰離子電池在使用過程中應(yīng)該盡可能減少過充電或者過放電,特別關(guān)于單體容量高的電池,因熱擾動可能會引發(fā)一系列放熱副反應(yīng),導(dǎo)致安全性問題。
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