钴酸锂电池在自然环境中的稳压安全性能分析

钴酸锂电池在自然环境中的稳压安全性能分析

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,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,并未彻底解决安全性问题。如果发生短路,会产生过大的电流,从而引发潜在风险。关于钴酸锂电池的安全性能分析,我们将通过四种不同类型的电池进行比较,以深入了解其特点。

三元(镍钴锰酸锂)電池:

实际可用的理论比能量大幅提升,对于高容量表现更佳。但是,由于采用镍钴锰酸锂和有机電解液,它们暂时没有根本解决安全性的问题。若出现短路,可导致大量電流产生并引发危险。

磷酸铁锂(LFP)電池:

理论容量为170mAh/g,而实际可达160mAh/g。在安全性方面,磷酸铁 锂具有良好的热稳定性和低氧化能力,因此较为安全;然而,其电子导率低、体积大且需多用電解液,使得一致性不佳。

钴酸锂(NCA)電池:

制备过程中最大特点是,在充满后仍保留大量离子,但过充状态下正极上的多余离子会向负极移动形成金属枝晶,这可能导致隔膜穿透内部短路。由于碳酯类為主要成分,其闪點與沸點較低,在高溫時易燃燒甚至爆炸。此外,由於枝晶控制在小容量上相對容易,因此目前僅限於小型便携式设备,不適合動力應用。

鋅铝(含硫) 电化学系统:

该系统能够确保在满载时正极中的离子完全嵌入到负极炭孔中,不像NCA那样存在残留。这可以避免枝晶形成的问题。不过,如果遭遇强烈冲击或制造成本不足,那么可能会迅速形成枝晶。在放电循环期间,如果不能及时接收到这些快速移动的离子,也可能出现枝晶的情况。因此,从出厂测试开始就要保证这一点。

总结:经过严格检测合格后的鋅铝(含硫) 电化学系统通常不会发生重大事故,因为它拥有坚固结构以及远低于NCA 的氧化性能,即使发生外部短路,也基本不会引起金属析出导致燃烧与爆炸的情形。