钴酸锂电池安全性能分析在电子电路自学网站上的应用探讨
导语:在实际应用的能量理论上,钴酸锂电池相比三元电池虽然有更高的容量,但从材料来看,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。一旦短路产生过大电流,便可能引发安全隐患。
关于钴酸锂电池的安全性能分析,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详细比较:
镍钴 锰 酸 锂(三元)电池
实际可用理论比能量得到了极大的提升,但材料上,三元电池尚未从根本上解决其安全性问题。如果发生短路,将会产生过大电流,从而引发安全隐患。
磷 酸 铁 锂 电 池
理论容量达170mAh/g,而实际可达160mAh/g。在安全性方面,由于热稳定性高且氧化能力低,它们具有较高的安全性能;但缺点是其电子导率低,体积较大,需要更多的电解液,用途不一致。由于容量庞大,其一致性也较差。
钴 酸 锂 电 池
制备过程中最大特点是充满后仍有大量离子留在正极,这意味着负极无法完全吸收附在正极上的额外离子。当进入过充状态时,即使存在多余离子的正极它们仍然向负极移动。但这些不能被完全吸收至负极形成金属铝,因此称为枝晶状。枝晶一旦形成,就会导致隔膜穿透,从而造成内部短路。此外,由于主要成分为碳酯,在温度较高时易燃甚至爆炸。控制枝晶形成对于小容量李尔盐质電源来说相对容易,因此目前仅用于便携式电子设备等小容量应用,不适用于动力储存器。
锰 酸 铝 电 池
这类材料具有一定的优势,它能够保证在满载情况下,使正極中的離子完全嵌入負極炭孔中,而不是像鉻離子那样留下残留,这样就避免了枝晶生成的问题。不过,即使如此,如果受到强烈外力作用或是在生产过程中偷工减料,都可能导致瞬间形成离子快速移动的情况。在此情形下,如果负極無法及時接收這些離子的話,也會產生枝晶。这需要從出厂测试开始来确保这一点。
总结起来,只要检测合格,则一般不会发生重大事故,因为稳固结构使其氧化性能远低于鉻離子,即使出现外部短路,也基本不会触发析出金属铝引起燃烧与爆炸的情況。