锂电池怎么分类？锂电池电动汽车应该如何防爆？
来源：宝鄂实业
2019-03-12 10:05
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锂电池在现代生活中扮演的角色越来越重要，从智能手机再到电动汽车，处处可见锂电池的身影，尤其是锂离子电池中不含金属态的锂，可以实现充电功能，因而成为电池商用的主流，但其能量密度和安全性急需提升，那么锂电池如何分类？锂电池有着哪些优势？锂电池电动汽车如何防爆？猫哥为你展开深入分析：
1、锂电池如何分类？
锂电池大致分为锂离子电池和锂金属电池，其中锂金属电池最早由GilbertN.Lewis在1912年提出并研究，但由于锂金属化学特性非常活泼，使得锂金属制作及使用对环境要求很高，如容易引发爆炸等安全事故，因而锂金属电池很难被商业应用；
锂离子电池则是到1970年才有埃克森发明制作，由于锂离子电池制作材料可多样化、得以降低制作成本，同时经过多年的安全测试，终于在1991由索尼公司推出首款商用锂离子电池，由此革新了消费电子产品的面貌，并逐步应用到储能电源系统、邮电通讯的不间断电源、电动工具、军事装备、航空航天等新兴领域，尤其是电动汽车领域最为大家所熟悉。
2、锂电池技术原理是怎样的？
锂电池是一种由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，其中锂金属电池是使用二氧化锰为正极材料，金属锂或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，其放电反应公式为Li+MnO2=LiMnO2；
锂离子电池则是使用锂合金基金属氧化物为正极材料，石墨为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，其充电时正极反应公式为LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)，充电时负极反应公式为6C+XLi++Xe-=LixC6，充电电池总反应公式为LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6；
锂电池制作成本主要来自于正极材料、负极材料、隔膜以及电解液四个部分，其中正极材料成本达到了30%，具体如下图所示：
3、锂电池优势有哪些？
锂电池得到广阔的商业应用，源自电池性能好、环境适应性高和绿色环保等因素，其中电池性能好体现在高储能密度，约为铅酸电池的6倍，而其重量却只为铅酸电池的6分之一，且电池循环寿命可达6年以上；其环境适应性高体现在高功率承受力、耐低温适应强和自放电概率低，这就极大的延展电池使用范围和使用领域；其绿色环保则体现在锂电池生产、使用报废过程中，不含有也不产生任何铅、汞、镉等有害金属元素和物质；
4、锂电池电动汽车如何防爆？
锂电池的潜在问题体现在制作成本高昂，高温易爆炸以及充电使用便捷性三个方面，因此，锂电池在电动汽车领域应用，必须着眼于解决这些技术难题。
首先，通过全固态锂电池技术、不燃烧电池技术、电池防护装置技术的研究，解决锂电池高温易爆的问题；其次，通过研发及应用高能量密度电池材料，来降低电池制作成本，如硅、石墨、石墨烯基、石墨烯、复合金属锂电极、无钴高电压、铝—石墨双离子电池等；最后，通过锂空气电池和锂氧电池的研究，解决锂电池充电便捷性的问题；
锂电池分为锂金属电池和锂离子电池，尤其是锂离子电池拥有电池性能好、环境适应强和绿色环保三大特征，因而得到了广泛的商业应用，但是也存在制作成本高昂、高温易爆和充电适应便捷性三大问题，因此高能量密度电池材料的应用、固态不燃烧电池技术以及锂空气电池技术研究，就成为了电动汽车电池技术变革的方向。方形LiCoO2 -石墨电池，标称容量为6.8Ah，在烤箱中被外部加热。该研究包括循环老化的电芯，储存在60℃的非循环电芯以及在室温下储存的非循环电芯。研究了工作和非工作（失效）电芯。
在外部加热时，所有电池都会产生热失控，释放烟雾和气体。对于大约一半的工作电芯，在热失控后约15秒内，积聚在烘箱中的气体被点燃导致气体爆炸，并伴随着主要的烟气释放过程。
无论是否曾经循环过的电芯，并没有影响气体爆炸的发生，它们发生在0-300个全深循环的所有循环老化水平。
使用FTIR分析气体。无论是否有火焰出现，都检测到HF气体的存在。
另一种释放出潜在有毒气体的HF前体POF3，也与HF同时检测到。另外检测到有害气体CO 。热失控温度约为190°C，并且显示与老化过程中的循环次数有微弱的相关性，在0 至 300次循环的测试循环范围内，100至200次循环之间，是产生最少有毒气体的老化阶段。
