鋰離子電池為什么會爆炸,詳細的分析其原因
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鋰離子電池現(xiàn)在在我們使用的電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應用,從以前的鉛電池到現(xiàn)在的鋰離子電池,不僅電池的體積變小了,而且可以儲存的電量也越來越多,給我們的生活帶來了很大的便利。但它給我們帶來了方便,同時也帶來了一些安全隱患,消息偶爾也有一些關于鋰電池爆炸的報道,那么為什么鋰電池爆炸,我們今天將詳細分析原因。
鋰離子電池原理鋰離子電池主要由正極,負極,隔膜和電解液組成,正負極層緊密軋制在一起,層與層之間用絕緣體隔開,正負極浸入電解液中.. 下面以圓柱電池和方形電池為例,分別由兩種不同的鋰插層化合物組成的鋰離子電池結構電池正負極.. 正極材料主要有過渡金屬氧化物,金屬氧化物,金屬硫化物等.. 商用鋰離子電池中常用的正極材料是過渡金屬氧化物 應用最廣泛的陽極材料主要有無機非金屬材料,金屬材料,金屬-非金屬復合材料,金屬氧化物等..磷酸鐵鋰正負極材料涂在導電材料上形成電極 電極材料決定了電池的電壓和容量 電解質(zhì)作為鋰離子電池的重要組成部分,在電池充放電過程中對電流的傳輸起著重要的作用。
為了防止由于相互接觸而使浸入電解液中的正負極材料短路,正負極材料用聚烯烴隔膜隔開..鋰離子二次電池實際上是一種鋰離子濃度差的電池.. 充電時,將Li從正極中取出,通過電解液嵌入到負極中,負極處于富鋰狀態(tài),正極處于貧鋰狀態(tài),電子的補償電荷由外部電路供給碳負電極,以保證電荷的平衡。相對于放電,Li被從負極中移除,并通過電解液嵌入陰極材料中。
在正常充放電條件下,鋰離子嵌入和去除層狀碳材料和層狀結構氧化物之間,這通常只會引起材料層間距的變化,不會破壞它們的晶體結構。在充放電過程中,負極材料的化學結構基本不變.. 離子反應方程越來越不可能增加電池內(nèi)部的安全措施,因為它現(xiàn)在追求更高的容量來提高電池壽命。從1991年鋰電池商業(yè)化到現(xiàn)在,鋰電池的功率容量增加了四五倍 鋰電池爆炸的機理.所以我們知道它是如何工作的,所以我們可以了解是什么原因?qū)е铝虽囯姵乇?. 鋰枝晶生長電池的充放電是鋰離子的來回轉移。
在充電過程中,鋰離子被還原成嵌入在負極中的金屬鋰。一般來說,鋰會嵌入到層間結構中 然而,由于生長的不確定性,鋰可能生長在電極表面,生長層具有像分支一樣的刺狀結構,可以破壞電池內(nèi)部的隔膜,導致電池內(nèi)部短路和電池爆炸。
如果電池有缺陷,金屬顆粒通過電池的絕緣層連接正負極,改變電流的方向,產(chǎn)生大量的熱量,使內(nèi)部材料降解,使化學反應失去控制,釋放更多的熱量,點燃電池組件電池過充電我們目前的電池有一個保護系統(tǒng),隨時反饋電池電壓,以防止過充電,這可能導致過充電時,電池的保護系統(tǒng)或電池充電器損壞當發(fā)生過充電時,陰極材料中留下的鋰離子繼續(xù)被移除并嵌入負極材料中。
如果達到嵌入在碳負極中的最大鋰,多余的鋰將以鋰金屬的形式沉積在負極材料上,大大降低了電池的穩(wěn)定性性能。 即使是爆炸對于鋰電池來說,不僅電池容量是一個需要改進的方面,而且安全性能也不容忽視。
現(xiàn)在一些電池制造商有很高的安全標準,甚至需要測試電池。 我們知道,當釘子穿透電池時,它會直接連接正負極,這將導致內(nèi)部短路。 凝膠電解質(zhì)和聚合物電解質(zhì)也在進一步的探索中,特別是聚合物電解質(zhì)的發(fā)展,電池中沒有液體有機電解質(zhì)揮發(fā),從而大大提高了電池的安全性。
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