钴酸锂电池在自然环境中的交流恒流源安全性能分析
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,可更好地展现高容量,但从材料看,暂未根本解决安全性问题。如果发生短路,将引发过大电流和潜在危险。
磷酸铁 锂 电 池:
理论容量为170mAh/g,但实际可达160mAh/g。在安全方面,由于热稳定性高且氧化能力低,其安全性能优异;但缺陷是低的导率、高体积、大用量及不一致性的容量限制了其发展。
钴 酸 鉀 电 池:
制备过程中最显著之处是充满后仍剩余大量离子留存正极。这意味着负极无法完全吸收附在正极上的离子,而过充状态下这些额外离子会向负极移动并形成金属枝晶,这些枝晶易导致隔膜穿透并形成内部短路。由于主要成分为碳酯,有较低的闪点和沸点,在温度升高时容易燃烧或爆炸。此外,由于控制枝晶生成相对简单,小容量设备如便携式电子设备使用此类小型化铅蓄储器较为常见,不适用于动力系统。
锰 酸 鉀 电 池:
材料特征之一是确保充满状态下正极中的所有离子都嵌入到炭孔中,而非像铅蓄储器那样留有一定的残留,这避免了枝晶生成。但即使如此,如果遭受强烈外力或制备过程中偷工减料,也可能造成快速移动与枝晶生成的问题。在检测合格的小批次前行测试可以保证这一点。总结来说,只要检测合格的小批次以规避瞬间释放大量离子的风险,可以预期不会出现严重事故。因此,它们具有稳固结构,使得它们远比铅蓄储器拥有更低的氧化性能,即使短路也基本上不会引起金属析出所带来的燃烧爆炸事件。