钴酸锂电池在自然环境中的安全性能应用分析
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,但从材料构成来看,它们使用镍钴锰酸锂和有机电解液,尚未彻底解决安全性问题。若三元电池发生短路,可能产生过大的电流,从而带来安全隐患。
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的深入比较来探讨:
镍钴锰酸 锂(三元) 电池
三元电池在实际可用理论比能量方面取得了显著提升,对于高容量的发挥也更为出色。但是,由于其采用的是镍钴 锰 和 有机 电 解 液,所以目前还没有根本解决安全性的问题。如果三元电池发生短路,就会产生大量的过大電流,这将导致严重的安全隐患。
磷 酸 铁 鉀(磷铁) 电 池
理论上,其容量可以达到170mAh/g,而实际中的可达容量约为160mAh/g。在安全性能方面,磷铁型热稳定性较高,并且氧化能力低,因此相对来说更加安全;然而,它们存在着低 的 电导率、高体积以及多余用途的大额电解液的问题。此外,由于其容量较大,一致性表现也不如其他类型强。
钴 酸 银 纳 斯(铜氢氧化物) 电 池
钴酸银纳斯制备过程中最显著的一点是在充满后仍然有一定的金属离子留在正极。这意味着负极不能完全吸收附加到正极上的金属离子。当进入过充状态时,即使正极所剩无几,也会向负极移动形成枝晶。由于这些枝晶呈树状结构,在隔膜受到破坏时,将形成内部短路。而由于主要成分为碳酯,有很低的闪点与沸点,在温度升高的情况下容易燃烧甚至爆炸。控制枝晶生成对于小容量储存式电子设备来说相对简单,因此目前只能用于便携式电子设备等小容量应用,不适合动力储存。
锰 酸 银 纳 斯(铜氢氧化物) 电 池
在材料特性上,虽然它具有一些优点,比如能够确保充满后的正极内含离子的完整嵌入到炭孔中,而不是像钴acid一类那样保持一定残留,这就避免了枝晶产生。不过,在实践中,如果遭受巨大的外力或是在生产过程中偷工减料,都可能造成储存循环期间迅速移动金属离子的情况。在这种情况下,无论如何都无法及时接收来自支撑侧即将涌现出来的小片段。如果这一结果不被遏制,那么就是快速移动到支撑侧以至于支撑侧无力承担这份突击般出现之需。这场面临危险的情况由此而生。一旦发生,就难以避免“花崗岩”开始析出并引发火焚或爆炸事件。但要知道,只要检测合格,那么这样的风险几乎不会出现,因为这个设计使得它拥有远超同类产品氧化潜力的稳定性,使得即使是外部突然断开连接也基本不会触发燃烧与爆炸反应。