磷酸铁锂电池和普通锂离子电池有哪些区别?
锂离子电池凭着高能量密度和优异的循环性能等优势,在3C产品、储能和动力电池等方面取得了巨大的成功,但是高能量密度也带来了更大的安全隐患,特别是当发生内短路时,短时间内锂离子电池局部产生大量的热量,引起电解液、活性物质分解,产生更多的热量,非常容易引发热失控,从而产生严重的安全问题。针刺实验是目前模拟锂离子电池内短路最常用的一种手段,通过将钢针插入到锂离子电池内部,引起正负极之间的短路,在局部产生大量的热量,从而实现对锂离子电池内短路的模拟。
由于锂离子电池的密封结构设计,使得我们难以直接对锂离子电池针刺过程进行观测,目前多数的研究成果是通过监测锂离子在针刺过程中电压、外表温度等信息获得,缺少直接的针刺过程中电池内部结构变化数据。近日,日本早稻田大学的Tokihiko Yokoshima(第一作者,通讯作者)和Tetsuya Osaka(通讯作者)通过高速X射线拍照的方式对锂离子电池在针刺过程中电池内部结构的变化进行了分析。
实验中的电池正极材料为LCO,负极材料为石墨,电解液的溶剂为1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物,溶剂盐为1mol/L的LiPF6,电池采用的隔膜来自宇部兴产的UP3085,为了满足X射线穿透的需求,Tokihiko Yokoshima对电极结构也进行了特殊设计,正极尺寸为64 mm × 6 mm,负极尺寸为74 mm × 10 mm,电池包含3层负极,4层正极,电池的容量为20mAh,同时为了模拟大容量电池,作者还制作了一个800mAh的软包电池,通过将一个20mAh的电池与之并联形成一个820mAh的电池