钴酸锂电池在自然环境中的现代电源技术安全性能分析
导语:在实际应用的能量理论上,三元电池显示出了巨大的提升,对比钴酸锂电池,它更好地展现了高容量的优势。然而,从材料的角度来看,三元电池采用镍钴锰酸锂和有机电解液,在根本解决安全性问题方面仍有待进一步探索。如果发生短路,可能会产生过大的电流,从而引发潜在的安全风险。
钴酸锂电池以其稳定的结构、较高的比容量、高综合性能著称,但它也存在着较差的安全性以及较高的成本。主要用于中小型号的电芯,其标称工作压力为3.7V。在进行关于钴酸锂电池安全性能分析时,我们通过对镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂和 锰酸 锂四种类型电池进行比较,以详细阐述它们各自的情况:
镍钴锰酸 锂(三元) 电 池:
实际可用的理论比能量得到了极大的提升,与钴酸 锂相比,更好地发挥了高容量作用。但从材料出发,三元 电 池使用镍 钙 鎳 和 有机 电 解 液,并未从根本上解决安全性的问题。当遇到短路时,可生成大量流动且难以控制的大電流,这会引发严重的事故隐患。
磷 酸 铁 锌(磷铁) 电 池:
理论上的容积达到了170mAh/g,而实际应用中的可达值为160mAh/g。从安全性考虑,磷铁具有良好的热稳定性,其氧化能力低,因此具备较强的心理防线;但同时,由于其体积过大、用途多且不一致的问题限制了其发展。此外,由于容积大,导致了一致性的不足。
钴 酸 银(LiCoO2) 电 池:
在充满状态下,有大量剩余离子留存在正极,这意味着负极无法完全吸收来自正极附加离子的额外金属态铝或铟等。在超充状态下,即使这些金属态铝或铟形成枝晶状,也无法有效阻止内部短路。而由于含碳酯类溶剂容易燃烧甚至爆炸,因此需要特别注意温度控制和隔膜设计。由于枝晶形成易受小型化影响,小容量设备如便携式电子产品适合使用,而不能用于动力储存。
鉬 酸 银(LiMn2O4) 电 池:
鉬 酸 银材料自身具有一些优点,可以确保在满载时正极内嵌入足够数量之负极炭孔中,而不是像某些其他材质那样留置部分,如同前文所述避免了枝晶产生。这似乎是一种完美的手段,但实际情况并不总是如此,如果受到强烈外部力量或生产过程中偷工减料可能导致急剧移动而形成支撑枝晶。在这种情况下,即使是在充放循环期间也会迅速转变成危险形式。但如果能够确保出厂测试合格,那么这类鉬 酸 银制成品通常不会遭遇重大事故,因为它们具有固定的构造,使得氧化反应远低于其他材质,即使发生短路,也基本不会触发燃烧与爆炸事件。