中国电业技术期刊停刊背后的钴酸锂电池安全性能分析在自然环境中的应用探讨

中国电业技术期刊停刊背后的钴酸锂电池安全性能分析在自然环境中的应用探讨

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,更能发挥高容量性能,但从材料来看,三元电池使用镍钴锰酸锂和有机电解液,并未根本解决安全问题。若短路发生,将产生巨大电流,引发安全风险。

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 锂四种类型进行深入比较:

镍钴锰酸 锂(三元)电池:

实际可用比能量显著提高,与钴酸 锂相比更好地展现了高容量特性。但是,由于采用镍 钢与碳素组成的正极材料以及含有碳基溶剂的电子介质,这些都没有有效缓解其潜在的安全隐患。如果发生短路,就可能迅速释放大量静止能源,从而导致危险情况。

磷 酸 铁 醇 电 池:

它们具有理论容量为170mAh/g,在实际制造中可以达到160mAh/g。在保证高热稳定性的同时,其氧化能力也较低,因此具有较好的安全性能。不过,由于其导率低且体积庞大,所需电子介质过多,而且由于容量大的不一致性,也存在一定缺陷。

钴 酸 铝 电 池:

在充满时,它们仍然保留着大量离子在正极,不足之处在负极不能再次吸收这些附着于正极上的离子。当进入超充状态后,即使正极上剩余许多离子,它们仍会向负极移动形成金属状。然而,因为金属形态是树枝状晶体,所以被称作“枝晶”。一旦形成,就会给隔膜穿透提供机会,而隔膜穿透将引发内部短路。由于主要由酯类组成,闪点及沸点皆低,当温度升高等情况下便容易燃烧甚至爆炸。控制枝晶形成对于小容量的铝-氢储存器来说相对简单,因此目前仅限用于便携式设备等小型储存器,而不适合动力储存器使用。

锰 酸 铁 电 池:

这种类型的一大优点是在充满时即使所有离子嵌入到负极炭孔中,而非像铝-氢那样保持一定残留。这就避免了枝晶产生的问题。理论上如此,但是如果遭遇强烈外部作用或制备过程中的偷工减料,则可能导致瞬间形成快速移动离子的状况。在无法及时接收的情况下,这些快速移动的离子又可能生成枝晶。此外,要防止这一后果必须从出厂测试开始保障。

总结而言,只要检测合格,那么一般不会出现意外事故;稳固结构使得氧化性能远低于铝-氢,使得即使短路也不太容易触发金属析出的燃烧与爆炸事件。