钴酸锂电池在自然环境中的高频开关电源安全性能分析
导语:在实际应用的能量理论上,钴酸锂电池取得了显著提升,但相比之下,三元电池在材料层面采用镍钴锰酸锂和有机电解液,并未根本解决安全性问题。若发生短路,将产生巨大电流,引发严重安全隐患。
关于钴酸锂电池的安全性能分析,我们将通过对镍钴锰酸锂、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
在实际可用理论比能量方面,有极大的提高,对于高容量表现更佳。但是,从材料角度来看,三元电池使用镍钴 锰 和有机 电解液,却暂时无法彻底解决安全性问题。如果发生短路,就会产生过大的电流,从而引发潜在危险。
磷酸铁 锂(NCA)电池
理论容量达到170mAh/g,而实际应用中的容量可以达到160mAh/g。在安全性能上,磷酸铁 钠具有良好的热稳定性,而且氧化能力较低,因此具备较高的安全性。然而,由于其低的导率和体积大小,以及多余的 电解液需求,这些都限制了其广泛应用。此外,由于容量较大,一致性的差异也存在。
钴铅(碱式)電池
在充满后仍然保留大量离子,在负极没有更多空间存储附着正极上的离子。当进入过充状态,即便正极已含足离子,它们仍会向负极移动形成金属枝晶结构,因为这些枝晶形态为树状结晶,所以被称作“枝晶”。一旦形成就会刺穿隔膜导致内部短路。由于主要成分为碳酯类,其中含有的闪点及沸点较低,在高温条件下容易燃烧甚至爆炸。控制枝晶生成对于小容量设备相对简单,因而目前仅适用于便携式电子等小型设备,不适合动力系统中使用。
鉻硫鉀電池
鉻硫鉀電池在材料构造上有一定的优越性,可以确保在满载时正极内所有離子的完全嵌入到負極炭孔中,而不是像鉢鈣鎵那样會剩餘於正極,這樣就避免了支晶生成。这从根本上减少了不良反应可能性。不过,如果遭遇强烈外部冲击或者制造成本不足够严格,都可能导致放電循环过程中瞬间出现快速移動離子的情况。在負極無法及時接收離子的情況下,也會產生支晶。一旦發生,要從出廠測試來確保這種情況不會發生。
总结来说,只有经过检测合格且质量稳固的鋇鹽電attery才不会導致意外事件,其结构稳固使得氧化性能远远低於銅鹽,所以即使進行外部短路,也基本能够避免析出的金属導致燃燒或爆炸的情況發生。