鉅大LARGE | 點擊量：618次 | 2022年04月22日
簡述鋰電池安全性的問題
熱力學(xué)的視點：研討已經(jīng)證明，不只僅是在負極，正極資料的外表也掩蓋一層很薄鈍化膜，掩蓋在正負極外表的鈍化膜對鋰離子電池各方面功能均會發(fā)作十分重要的影響，并且這個特別的界面問題只要在非水有機電解液體系才存在。筆者這兒要著重的是，從費米能級的視點而言，現(xiàn)有的鋰離子電池體系在熱力學(xué)上是不安穩(wěn)的，它之所以能夠安穩(wěn)工作是由于正極和負極外表的鈍化膜在動力學(xué)上隔絕了正負極與電解液的進一步反響。
因此，鋰電的安全性與正負極外表的鈍化膜的完整和細密程度直接相關(guān)，認(rèn)識這個問題對了解鋰電的安全性問題將是至關(guān)重要的。
熱傳遞視點：鋰離子電池的不安全行為（包含電池在過充過放、快速充放電、短路、機械濫用條件和高溫?zé)釠_擊等狀況）容易觸發(fā)電池內(nèi)部的危險性副反響而發(fā)作熱量，直接破壞負極和正極外表的鈍化膜。
當(dāng)電芯溫度上升到130℃以后，負極外表的SEI膜分化，導(dǎo)致高活性鋰碳負極露出于電解液中發(fā)作劇烈的氧化恢復(fù)反響，發(fā)作的熱量使電池進入高危狀態(tài)。當(dāng)電池內(nèi)部部分溫度升高到200℃以上時，正極外表鈍化膜分化正極發(fā)作析氧，并繼續(xù)同電解液發(fā)作劇烈反響發(fā)作大量的熱量并構(gòu)成高內(nèi)壓。當(dāng)電池溫度到達240℃以上時，還伴隨鋰炭負極同粘結(jié)劑的劇烈放熱反響。
可見，負極外表SEI膜的破損然后導(dǎo)致高活性嵌鋰負極與電解液的劇烈放熱反響，是導(dǎo)致電池溫度升高從而引發(fā)電池?zé)崾Э氐闹苯釉?。而正極資料的分化放熱僅僅熱失控反響其中的一個環(huán)節(jié)，乃至都不是最首要的要素。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
磷酸鐵鋰（LFP）結(jié)構(gòu)十分安穩(wěn)通常狀態(tài)下不發(fā)作熱分化，可是其它危險性副反響在LFP電池中仍然存在，因此LFP電池的安全性僅僅相對意義上的。從以上剖析咱們能夠看到，溫度控制對鋰電安全性的重要意義。相關(guān)于3C小電池而言，大型動力鋰電池由于電芯結(jié)構(gòu)、工作方式和環(huán)境等多方面的要素導(dǎo)致散熱愈加困難，因此大型動力鋰電池體系的熱管理規(guī)劃至關(guān)重要。
電極資料的可燃性：鋰電選用的有機溶劑都具有易燃性并且閃點過低，不安全行為導(dǎo)致的熱失控很容易點燃低閃點的可燃性液體組分而導(dǎo)致電池焚燒。鋰電負極碳資料、隔閡和正極導(dǎo)電碳也具有可燃性。
鋰電發(fā)作焚燒的幾率高于電池爆破的幾率，但電池爆破必定伴隨著焚燒。此外，當(dāng)電池開裂并且外界環(huán)境的空氣濕度較高時，空氣中的水分和氧氣極易與嵌鋰的碳負極發(fā)作劇烈的化學(xué)反響放出大量的熱從而引起電池的焚燒。電極資料的易燃性是鋰離子電池相關(guān)于水系二次電池的一大不同之處。
過充與金屬鋰的相關(guān)問題：任何一種商品化的二次電池，都需求有用的防過充辦法來保證電池到達徹底充電態(tài)，并且防止不適當(dāng)?shù)倪^充帶來的安全性問題。鋰電過充將會導(dǎo)致多方面的嚴(yán)重后果，比方正極資料的晶體結(jié)構(gòu)受到破壞而惡化循環(huán)壽數(shù)、加劇電解液在正極外表的氧化而引發(fā)熱失控、以及負極析鋰而引發(fā)短路/熱失控等安全性問題。
所以，防止過充對鋰電的安全運用極其重要。跟水系二次電池不同的是，控制充電電壓是鋰離子電池唯一的防過充維護辦法。鋰電充電電壓變化首要來自正極資料在挨近徹底脫鋰態(tài)時引起，而很難檢測石墨負極充電過程的完結(jié)程度（由于其嵌鋰電位十分挨近金屬鋰），為了繞開負極電壓監(jiān)測的困難，鋰離子電池一般選用正極限容的規(guī)劃。
