鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2019年12月19日
影響鋰電池安全性的因素有哪些?固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢?
一般來說,鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解液、結(jié)構(gòu)殼體等部分組成,其中電解液使得電流可以在電池內(nèi)部以離子形式傳導(dǎo)。
電解液技術(shù)是鋰電池的核心技術(shù)之一,也是現(xiàn)在電池工業(yè)中利潤很高的一個組成部分。
但是很多讀者可能發(fā)現(xiàn)過自己的鋰電池用久后有的會鼓脹,而在更極端的小概率事件下,有的甚至?xí)l(fā)生危險(比如近來的扭扭車的電池爆炸事件,導(dǎo)致了相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)和電池企業(yè)遇到了全面的困難)。
另外一般來說,現(xiàn)在的鋰離子電池的工作溫度范圍有限,在40度以上的高溫下壽命會急劇縮短,安全性能會也出現(xiàn)很大的問題(所以特斯拉MODELS會有一套嚴(yán)格的電池溫控系統(tǒng),就是為此)。
影響普通鋰離電池的安全性的因素主要有哪些?
1)電極材料特性,比如在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶,從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞;
2)電解液為有機(jī)液體,在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加??;
3)電池質(zhì)量參差不齊,尤其是小廠家的電池安全性能不達(dá)標(biāo);
4)電池管理系統(tǒng)不合格,造成電池的過充放,導(dǎo)致危險的發(fā)生。
固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢?
優(yōu)勢之一:薄體積小
實(shí)際上,體積能量密度對于電池來說是一個很重要的參數(shù),如果就應(yīng)用領(lǐng)域來說,要求從高到低是消費(fèi)電子產(chǎn)品》家用電動汽車》電動公交車。
如果通俗地講,就是體積能量密度高了,因此相同質(zhì)量的電池才能做的體積更小。
電子產(chǎn)品中的可用空間往往很有限,很多產(chǎn)品(例手機(jī)、平板電腦)有近1/3左右的體積和質(zhì)量已經(jīng)被電池占據(jù),而且在廣大生產(chǎn)廠商和消費(fèi)者希望對電池進(jìn)一步提高容量(增加續(xù)航)和壓縮體積(便攜美觀和便于設(shè)計(jì))的要求下,高壓實(shí)、體積能量密度最高的鈷酸鋰(LCO)電池依然是當(dāng)仁不讓的主流產(chǎn)品。
優(yōu)勢之二:柔性化的前景
全固態(tài)電池可以經(jīng)過進(jìn)一步的優(yōu)化,變成柔性電池,從而帶來更多的功能和體驗(yàn)。
實(shí)際上,即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米級以下后經(jīng)常是可以彎曲的,材料會變得有柔性。
相應(yīng)的,全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會有明顯的提高,通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料(不能是鋼性的外殼),制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。
優(yōu)勢之三:更安全
作為一種能量存儲器件,實(shí)際上所有電池在熱力學(xué)實(shí)質(zhì)上都不可能是絕對安全的。
但是電池實(shí)際應(yīng)用中的決定其真正安全性的因素是多方面的,影響因素包括電池的電極材料特性、電解液的性質(zhì),以及電子產(chǎn)品中的電池管理系統(tǒng)等。
目前一般商用的鋰離子的安全性是大家關(guān)心的重點(diǎn),在這里用不夠理想來評價現(xiàn)在電池的安全性,應(yīng)該是一個比較合適的評價。
優(yōu)勢之四:輕能量密度高
使用了全固態(tài)電解質(zhì)后,鋰離子電池的適用材料體系也會發(fā)生改變,其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極,而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極,這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。
此外,許多新型高性能電極材料,可能之前與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性并不好,但是在使用全固態(tài)電解質(zhì)后該問題可以得到一定的緩解。