電池膨脹損壞
來源:http://www.huogujindanvip.cn/news/5.html 發布時間:2020-04-03 點擊:690
外殼特性
锂,原子序數3,原子量6.941,是***輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓,科學家們發明了用石墨及钴酸锂等材料來儲存锂原子。這些材料的分子結構,形成了納米等級的細小儲存格子,可用來儲存锂原子。這樣一來,即使是電池外殼破裂,氧氣進入,也會因氧分子太大,進不了這些細小的儲存格,使得锂原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。
保護措施
锂電池芯過充到電壓高于 4.2V 後,會開始産生副作用。過充電壓愈高,危險性也跟着愈高。锂電芯電壓 高于 4.2V 後, 正極材料内剩下的锂原子數量不到一半, 此時儲存格常會垮掉, 讓電池容量産生******性的下降。 如果繼續充電,由于負極的儲存格已經裝滿了锂原子,後續的锂金屬會堆積于負極材料表面。這些锂原子會 由負極表面往锂離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些锂金屬結晶會穿過隔膜紙,使正負極短路。有時在短路 發生前電池就先爆炸,這是因為在過充過程,電解液等材料會裂解産生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破 裂,讓氧氣進去與堆積在負極表面的锂原子反應,進而爆炸。
因此,锂電池充電時,一定要設定電壓上限, 才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。***理想的充電電壓上限為 4.2V。 锂電芯放電時也要有電壓下限。 當電芯電壓低于 2.4V 時, 部分材料會開始被破壞。 又由于電池會自放電, 放愈久電壓會愈低,因此,放電時******不要放到 2.4V 才停止。锂電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間,所釋放 的能量隻占電池容量的 3%左右。因此,3.0V 是一個理想的放電截止電壓。 充放電時,除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過大時,锂離子來不及進入儲存格,會聚集 于材料表面。
這些锂離子獲得電子後,會在材料表面産生锂原子結晶,這與過充一樣,會造成危險性。萬一 電池外殼破裂,就會爆炸。 因此,對锂離子電池的保護,至少要包含:充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般锂電 池組内,除了锂電池芯外,都會有一片保護闆,這片保護闆主要就是提供這三項保護。但是,保護闆的這三 項保護顯然是不夠的,全球锂電池爆炸事件還是頻傳。要确保電池系統的安全性,必須對電池爆炸的原因, 進行更仔細的分析。