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各種類型鋰離子電池哪種更安全?

鉅大LARGE  |  點擊量:100次  |  2020年11月24日  

摘要
一、鈷酸鋰電池:在制備上的最大特點是,在充滿電后,仍有大量的鋰離子留在正極。也就是說,負極上容納不了更多的附著在正極上的鋰離子,但在過充狀態下,正極上多余的鋰離子仍會向負極游動,因不能完全容納便會在負

一、鈷酸鋰離子電池:在制備上的最大特點是,在充滿電后,仍有大量的鋰離子留在正極。也就是說,負極上容納不了更多的附著在正極上的鋰離子,但在過充狀態下,正極上多余的鋰離子仍會向負極游動,因不能完全容納便會在負極上形成金屬鋰,由于這種金屬鋰是樹枝狀的晶體,因而被稱為枝晶,枝晶一旦形成,就會給刺穿隔膜供應機會。隔膜刺穿將形成內部短路。由于電解液的重要成分是碳酸脂,閃電和沸點較低,這樣,在溫度較高的情況下就會燃燒甚至爆炸??刂其囍У男纬稍谛∪萘夸囯x子電池上比較容易,因此,鈷酸鋰離子電池目前僅限于便攜式電子設備等小容量電池,而不能用于動力鋰電池。 


二、聚合物鋰離子電池:在實際可用的理論比能量上有極大的提高,相關于鈷酸鋰離子電池,可以更好地發揮高容量用途,但從材料上來說,聚合物電池也采用鈷酸鋰和有機電解液,所以并未根本解決安全性問題。從使用角度來看,電池假如發生短路將出現過大電流。聚合物鋰離子電池的電解液為膠體,不易泄漏,也就排除了漏液的可能性,但將因此發生更猛烈的燃燒,因此,自燃是聚合物鋰離子電池的最大隱患。 


三、錳酸鋰離子電池:錳酸鋰離子電池的材料具有一定的優點,它可以保證在滿電狀態下,正極的鋰離子可以完全嵌入到負極炭孔中,而不是象鈷酸鋰那樣會在正極有一定殘留,這就從根本上防止了枝晶的出現。這是從理論上來認識。實際上,錳酸鋰離子電池假如遭遇強大外力用途或者制備過程中偷工減料都有可能造成電池在充放電循環過程中瞬間形成鋰離子快速移動。在負極來不及完全接收鋰離子的情況下形成枝晶。防止這一后果要從電池出廠時的測試來保證??傊?,檢測合格的錳酸鋰離子電池一般不會發生安全事故。因為,錳酸鋰穩固的結構使其氧化性能遠遠低于鈷酸鋰,即使外部短路(而非內部短路),也基本能防止析出金屬鋰引發燃燒和爆炸。 


四、磷酸鐵鋰離子電池:這是一種理想的動力鋰電池,可用于電動工具和動力汽車等,磷酸鐵鋰的理論容量是170mAh/g,做成材料的實際可達容量為160mAh/g。


在安全性上,磷酸鐵鋰熱穩定高,電解液氧化能力低,因而安全性高;但其缺陷是電導率低,要改性技術來提高,結果,體積過大,電解液用量多。而且,由于容量大,電池的一致性較差,目前,磷酸鐵鋰技術還在研究中。


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