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锂离子电池的组成结构是怎样的?什么决定了锂电池正极材料安全性?

来源:宝鄂实业    2020-10-15 12:42    点击量:
(1)正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔锂电池厂家。
 
 
(2)隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。
 
 
(3)负极——活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
 
 
(4)有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。
 
 
(5)电池外壳——分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端锂电池厂家。
 
 
锂离子电池能量密度大平均输出电压高,自放电小。好的电池每月在2%以下(可恢复),没有记忆效应,j工作温度范围宽为-20℃~60℃。

什么决定了正极材料的安全性
 
首先,电芯设计中正极材料用量远远大于负极材料的容量,会提高热失控风险。一般的正极材料,锂离子含量都会大于负极材料离子容量,目的是提高电池的功率特性和循环性。但过多的锂离子存储于正极结构中,当外部保护电路失灵,电池发生过充时,容易引发事故。过充,负极材料结构中已经充满了锂离子,再没有位置容纳更多。但正极中多余的锂离子仍然会在外加电压的驱使下,向负极聚集。造成大量锂离子在负极表面沉积,形成锂单质结晶。活泼的锂单质遇到高温会剧烈反应;或者单质量过大,则会刺穿隔膜,造成内短路,给电池带来燃爆风险。
 
其次,材料的热稳定温度越高,说明材料的氧化能力越弱,材料越安全,如下面表格所示,自上而下,越来越安全。正极材料长期浸泡在电解液中,表面的保护膜并不能像负极一样,起到很好的保护作用。因此,确保正极材料与电解液不发生反应的因素主要依靠正极材料自身的热稳定性和与电解液的相容性。

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