钴酸锂电池在自然环境中的安全性能分析电源技术研究
导语:在实际应用的能量理论上,三元电池比钴酸锂电池更有优势,能够更好地发挥高容量性能。然而,从材料角度看,三元电池采用镍钴锰酸锂和有机电解液,并未根本解决安全性问题。一旦发生短路,可能产生过大的电流,从而引发安全隐患。
关于钴酸锂电池的安全性分析,我们通过对镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸 锂四种类型的详细比较来阐述其特点:
镍钴锰酸 锂(三元)电池:
实际可用的理论比能量大幅提高,但从材料角度看,暂未从根本上解决安全性问题。如果发生短路,将产生过大的电流,从而引发安全隐患。
磷酸铁 锂(LiFePO4)電池:
理论容量为170mAh/g,但实际可达160mAh/g。在安全性方面,它们热稳定高,有机化合物氧化能力低,因此相对较为稳定。但缺点是,其导率低体积大,用料多且一致性差。
钴 酸 锂(LiCoO2)電池:
在充满后仍有大量离子留在正极,这意味着负极无法完全容纳更多附着于正极上的离子。在过充状态下,即使如此,也会导致金属形成枝晶状结构。当此结构刺穿隔膜时,将形成内部短路。由于碳酯类成分容易燃烧爆炸,对温度敏感控制枝晶形成对于小容量设备易行,但不适用于动力储存。
锰 酸 锂(LiMn2O4)電池:
材料具有优势,可以保证在满载情况下将所有离子嵌入到炭负极中,而非像钴酢那样留有一定残留。这避免了枝晶的产生。不过,如果遭遇强烈外力或偷工减料生产过程中出现异常,都可能造成快速移动离子的危险。此外,在检测合格前需确保无风险。
总结来说,只有经过严格测试合格的铅氧化物-金属氧化物二次石灰盐基质( LiMn2O4) 电芯通常不会发生事故。其稳固结构使得氧化性能远低于铅醋,所以即便外部发生短路也基本可以避免析出金属引起燃烧爆炸的情况。