铁锂电池安全吗?锂电池的安全标准

2019-07-31      1756 次浏览

铁锂电池安全吗?锂电池的安全标准。锂电池安全问题真的无解吗?锂电池的安全性主要取决于基本的电化学体系以及电极/电芯的结构、设计和生产工艺等内在因素。在未来一段很长的时间内,磷酸铁锂电池依然是主流选择,而加强电池的安全性,也是目前多数厂商的努力方向,相信在不久后,锂电池变得更加安全。


铁锂电池安全吗?


1.针刺、短路、挤压


当铁锂电池出现短路、针刺或挤压的时候,会导致内部隔膜破裂从而引发温度突然爆炸式升高,最终出现爆炸的情况,特别是安全性能差的锂电池,这个时间将会更加短,一般5秒左右就会爆炸。


2.热冲击


所谓的热冲击就是环境温度突然升高的现象,如果温度较高,那么会导致锂电池负极表面SEI膜出现分解,从而引发放热反映,电池散热如果不好,那么内部温度就会迅速升高,从而出现爆燃现象。


3.过充


如果对锂离子电池进行过充,那么多余的电能会转化为热能,因此导致电池本体温度升高出现损坏的情况。往往这个问题会出现在一些没有过充保护的充电器或电子产品上。


4.电极材料的可燃性


锂电采用的有机溶剂都具有易燃性并且闪点过低,不安全行为导致的热失控很容易点燃低闪点的可燃性液体组分而导致电池燃烧。锂电负极碳材料、隔膜和正极导电碳也具有可燃性。


四种锂电池的安全性对比


三元锂电池


在实际可用的理论比能量上有极大的提高,相对于与钴酸锂电池而言,可以更好的发挥高容量作用,但从材料上看,三元电池采用镍钴锰酸锂和有机电解液,暂未从根本上解决安全性问题,如果电池发生短路讲产生过大电流,从而引发安全隐患。


磷酸铁锂电池


理论容量是170mAh/g,做成材料的实际可达容量为160mAh/g。在安全性上,磷酸铁锂电池热稳定高,电解液氧化能力低,因而安全性高;但缺陷是电导率低,体积过大,电解液用量多,由于容量大,电池的一致性较差。


钴酸锂电池


在制备上的特点是,在充满电后,仍有大量的锂离子留在正极,也就是说,在负极上容纳不了更多的附在正极上的锂离子,但在过充状态下,正极上多余的锂离子仍会向负极游动,因不能完全容纳变回在负极上形成金属锂,由于金属锂是树枝状的晶体,因而被称为枝晶,枝晶一旦形成,就会给刺穿隔膜提供机会,隔膜刺穿将形成内部短路。由于电解液的主要成分是碳酸酯,闪点和沸点较低,在温度较高的情况下就会燃烧甚至爆炸。


锰酸锂电池


锰酸锂电池的材料可以保证在满电状态下,正极的锂离子可以完全嵌入到负极炭孔中,而不是像钴酸锂那样在正极有一定残留,这就从根本上避免了枝晶的产生,在负极来不及完全接收锂离子的情况下形成枝晶。避免这一后果要从电池出厂时的测试来保证。总之,检测合格的锰酸锂电池一般不会发生安全事故,锰酸锂稳固的结构使其氧化性能远低于钴酸锂,即使外部短路,也基本能避免析出金属锂引发的燃烧和爆炸。


锂电池的安全标准


该标准主要针对锂离子电池芯、电池组规定了在正常使用、合理可预见的误用和滥用条件下的电安全、环境安全、机械安全的要求和测试方法。根据测试指标,电池组的测试项目中除了包含常规的一般安全要求(安全工作参数、标识要求、警示说明、耐久性),还对电池组环境试验、电池组电安全试验、电池组保护电路安全测试要求、系统保护电路安全要求等30多项测试。


锂离子电池市场发展迅猛,不仅其应用范围和数量不断扩大,单只电池的能量也越来越高。而不断爆出的锂电池安全事故,也使得人们越来越关注锂电池的安全性。


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