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电池知识

从锂元素开始分析影响锂电池安全性的因素有哪些

来源:宝鄂实业    2019-10-11 20:59    点击量:
锂是一种具有银白色外观的特别活泼的金属。它非常柔软,可扩展,易燃。锂金属属于遇水释放可燃气体的物质。
 
金属锂的特性:
 
(1)遇水或潮湿空气释放可燃气体;
 
(2)固态时,温度超过其熔点180摄氏度时,可自行燃烧。
 
当粉末存在时,可以在室温下燃烧。
 
它会导致严重的烧伤和腐蚀。
 
b锂电池或锂电池属于第九类危险品。它们的危险取决于其中所含的锂。
 
锂电池高度易燃;
 
(2)短路、过充、极限温度、误操作或其它错误条件都可能点燃;
 
(3)无论是由于内部或外部加热或物理冲击,都会产生足够的热量,导致相邻电池发热失控。锂金属电池释放的电解质与熔化的锂金属混合,并伴随着大的压力脉冲。易燃的电解质和熔融的锂金属能产生爆炸性混合物。
 
(4)C类货舱内的卤代烷1301(三氟甲基溴化灭火剂)不能有效控制锂金属电池的着火。
 
锂电池分类
 
电池通常分为一次电池(不可充电)和二次电池(可充电)。锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料,采用非水性电解液的电池。一般分为两类:金属锂电池和锂离子电池(含锂离子聚合物电池)。主要区别在于,锂金属电池是主电池,其中含有金属锂,如纽扣电池;锂离子电池是辅助电池,其中不含金属状态。锂,如手机电池。
 
锂离子聚合物电池作为二次电池的代表,广泛应用于手机、平板电脑等便携式电子产品中。原因在于采用了聚合物系列电池结构,使其只需少量的液体电解质,所以这种电池不需要硬壳保护,外形不受限制,而且其包装体积可以大大减小。基于这些特点,锂离子聚合物电池有取代传统锂离子电池的趋势。
 
二。锂电池工作原理
 
目前常用的锂离子电池是指锂离子电池。锂离子电池的正负极由不同的锂离子插层化合物组成。它们是实现化学能和电能相互转换的装置。其结构主要由电池的正负极组成,如下图所示。
 
正结构
 
licoo 2+导电剂+胶粘剂(pvdf)+集电极(铝箔)
 
负极结构
 
石墨+导电剂+增稠剂(cmc)+粘结剂(sbr)+捕收剂(铜箔)
 
当锂电池处于充电过程中时,充电器发送的电流对锂离子(Li+)产生推力。锂离子从正极通过电解液进入负极后,以电化学能量的形式存储。当没有更多的锂离子从正极流向负极时,电池充满电。在这个过程中,电池正负极之间的电化学驱动力称为端电压。如图3所示。
 
锂电池在放电过程中,附着在负极上的锂离子开始迁移回正极,而电池继续放电,终端电压继续下降。一旦从正极端取出所有锂离子,电池完全放电,就需要对其进行充电和使用。
 
四、影响锂电池安全性的因素
 
1)内部因素
 
锂电池的电极材料和电解质是易燃的。当加热(内部或外部)时,它们会引起火灾并分解产生气体,从而增加电池爆炸的可能性。目前,聚合物隔离膜的强度相对较低,在碰撞或过热条件下容易损坏膜,造成电池短路。

 同时,制造工艺的缺陷也极易引发锂电池安全问题。比如电芯极耳过长,与极片或壳体接触造成短路;极耳压迫卷芯,导致正负极短路;在两极之间留下金属粉末、铜箔、铝箔碎片等可能导致隔膜穿孔进而引发微短路等系列问题。

 

  2)外部因素

 

  影响锂电池安全的外部因素则相对较杂,比如过充电、外短路、猛烈撞击等均可能引发锂电池自燃。