钴酸锂电池在自然环境中的安全性能分析及其对电源模块的应用
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,并未彻底解决安全性问题。一旦发生短路,可能会产生过大的电流,从而引发安全风险。
关于钴酸锂电池的安全性能分析,我们将通过对四种不同类型的电池进行比较来深入探讨:镍钴锰酸锂(三元)、磷酸铁锂、钴酸锂以及锰酸锂。
镍钴 锰 酸 锂(三元) 电 池
在实际使用的理论比能量上,有显著提升,但从材料出发,它们采用镍 钴 锰 酸 锂 和 有 组 电 解 液,这个组合暂时未能根本改善其安全性问题。如果发生短路,就会产生巨大电流,并导致潜在危险。
磷 酸 铁 锂 电 池
理论容量达到了170mAh/g,而实际可达容量为160mAh/g。在安全性方面,由于热稳定性高且氧化能力低,因此相对较为稳妥。但是,它们具有较低的导率和体积大小,以及大量使用的電解液,这些都限制了它们的一致性表现。
钴 酸 银 电 池
制备过程中最显著特点之一是在充满状态下,还有大量离子留存于正极,即负极无法完全吸收来自正极附着离子的多余部分。然而,在过充状态下,正极上的多余离子仍然向负极移动,因为不能完全吸收变回负极形成金属铝晶体,这被称作“枝状”结构。一旦形成就会提供刺穿隔膜的机会,使得内部短路产生。这与碳酯类别解液相结合,在温度升高时易燃甚至爆炸。由于控制枝晶生成对于小容量储蓄来说容易,因此目前仅限于用于便携式电子设备等小容量储蓄,不适合动力储蓄用途。
鎳 酸 银 电 池
鎳 氧 電 池 的 材料 优 点 在於 能 保 證 在 充 满 狀 態 下 正 极 的 鎳 離 子 可 以 完 全 嵌 入 到 負 极 碳 孔 中,而不是像 鋁 氧 一 樣 在 正 极 上 留 有 一 定 殘 餘,這 就 從 根 源 上 避 免 了 树 森 形 成 的 生 成 理 論 上 是 如 此 實 際 上 卻 是 透 過 強 力 外 動 或 制 備 过 程 中 渗 工 減 質 都 可 能 引 起 貼 牙 管 道 內 部 短 路 及 快速 移動 離 子 使 用 前 必 須 經 過 严格測 試以防止此類情況發生
總結來說,只要通過嚴格檢查合格的小型鎳氫電池一般不會發生意外事故,因為它們穩固結構使得氧化性能遠低於鋅氫,所以即使遭遇外部短路,也基本無法引起析出金屬導致燃燒與爆炸的情況。