鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1337次 | 2012年02月08日
不同結(jié)構(gòu)的鋰電池安全性比較
一、鈷酸鋰電池:在制備上的最大特點(diǎn)是,在充滿電后,仍有大量的鋰離子留在正極。也就是說(shuō),負(fù)極上容納不了更多的附著在正極上的鋰離子,但在過(guò)充狀態(tài)下,正極上多余的鋰離子仍會(huì)向負(fù)極游動(dòng),因不能完全容納便會(huì)在負(fù)極上形成金屬鋰,由于這種金屬鋰是樹(shù)枝狀的晶體,因而被稱為枝晶,枝晶一旦形成,就會(huì)給刺穿隔膜提供機(jī)會(huì)。隔膜刺穿將形成內(nèi)部短路。由于電解液的主要成分是碳酸脂,閃電和沸點(diǎn)較低,這樣,在溫度較高的情況下就會(huì)燃燒甚至爆炸??刂其囍У男纬稍谛∪萘夸囯姵厣媳容^容易,因此,鈷酸鋰電池目前僅限于便攜式電子設(shè)備等小容量電池,而不能用于動(dòng)力電池。
二、聚合物鋰電池:在實(shí)際可用的理論比能量上有極大的提高,相對(duì)于鈷酸鋰電池,可以更好地發(fā)揮高容量作用,但從材料上來(lái)說(shuō),聚合物電池也采用鈷酸鋰和有機(jī)電解液,所以并未根本解決安全性問(wèn)題。從使用角度來(lái)看,電池如果發(fā)生短路將產(chǎn)生過(guò)大電流。聚合物鋰電池的電解液為膠體,不易泄漏,也就排除了漏液的可能性,但將因此發(fā)生更猛烈的燃燒,因此,自燃是聚合物鋰電池的最大隱患。
三、錳酸鋰電池:錳酸鋰電池的材料具有一定的優(yōu)點(diǎn),它可以保證在滿電狀態(tài)下,正極的鋰離子可以完全嵌入到負(fù)極炭孔中,而不是象鈷酸鋰那樣會(huì)在正極有一定殘留,這就從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生。這是從理論上來(lái)認(rèn)識(shí)。實(shí)際上,錳酸鋰電池如果遭遇強(qiáng)大外力作用或者制備過(guò)程中偷工減料都有可能造成電池在充放電循環(huán)過(guò)程中瞬間形成鋰離子快速移動(dòng)。在負(fù)極來(lái)不及完全接收鋰離子的情況下形成枝晶。避免這一后果要從電池出廠時(shí)的測(cè)試來(lái)保證。總之,檢測(cè)合格的錳酸鋰電池一般不會(huì)發(fā)生安全事故。因?yàn)?,錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)使其氧化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,即使外部短路(而非內(nèi)部短路),也基本能避免析出金屬鋰引發(fā)燃燒和爆炸。
四、磷酸鐵鋰電池:這是一種理想的動(dòng)力電池,可用于電動(dòng)工具和動(dòng)力汽車(chē)等,磷酸鐵鋰的理論容量是170mAh/g,做成材料的實(shí)際可達(dá)容量為160mAh/g。在安全性上,磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定高,電解液氧化能力低,因而安全性高;但其缺陷是電導(dǎo)率低,需要改性技術(shù)來(lái)提高,結(jié)果,體積過(guò)大,電解液用量多。而且,由于容量大,電池的一致性較差,目前,磷酸鐵鋰技術(shù)還在進(jìn)步中。