電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
世界上第一塊鋰離子電池,誕生于1976年3月的美國,一家石油公司的工程師用金屬鋰作正極,用鈦的硫化物作負極,依賴鋰離子的正負極運動,在電池內部形成了電流,完成了充放電的過程,和外界形成電能交互。
經過研究,鋰離子電池的電能存儲能力和充放電時間等指標上都大大優于當時的其他充電電池,從而引發了人們極大的興致,在80年代后,人們對鋰離子電池的雛形增強了改造,大大加強了其穩定性以及體積以及制作工藝,將鋰離子電池廣泛使用在移動數碼甚至是電力汽車等多個范疇。但是,隨著使用范圍的張大,鋰離子電池的隱患也漸漸浮出水面。
1、鋰離子電池電壓平臺高:單體電池的均勻電壓為3.7V或3.2V,約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯電壓,便于組成電池電源組;
2、相對電池而言鋰離子電池能量密度高。具有高儲存能量密度,目前已達到460-600Wh/kg,是鉛酸蓄電池的約6-7倍;
3、相對鉛酸蓄電池而言鋰離子電池重量輕,相同體積下重量約為鉛酸產品的1/5-6;
4、鋰離子電池使用壽命相對較長,使用壽命可達到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池用1CDOD充放,有可以使用1000次的記錄;
5、具備高功率承受力,其中電動車用的磷酸亞鐵鋰鋰電池可以達到15-30C充放電的能力,便于高強度的啟動加速;
6、自放電率低,無記憶效應;
7、鋰離子電池高低溫適應性強,可以在-20℃--60℃的環境下使用,經過工藝上的解決,可以在-45℃環境下使用;
8、綠色環保,不論加工、使用和報廢,都不含有、也不萌生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。
1、鋰離子電池均存在安全性差,有發生爆炸的危險。
2、鈷酸鋰材料的鋰離子電池不能大電流放電,安全性較差。
3、鋰離子電池均需保護線路,戒備電池被過充過放電。
4、加工要求條件高,成本高。
1、電解質溶液有毒,電解液為有機易揮發性液體,而且有分明的腐蝕性,長時間吸入揮發性氣體對呼吸道有損害。
2、鋰離子電池由正極粉末、負極粉末、導電劑粉末、粘結劑粉末、電解液、有機溶液等多種成分構成。正極粉末中的鈷是屬于有毒金屬物質,有機分散劑屬有毒有機溶劑,而電解液是鋰離子電池中毒性、腐蝕性最強的組分,對人體有筆直的影響。
答案分情況。
首先,如果不是負極析鋰(鋰離子被碳結合不完全萌生鋰結晶),鋰離子均在穩定態,不會由于鋰與空氣發生反應。即使析鋰,也不是燃燒主因。之所以自燃,是由于電池被破壞后
1、金屬兇器造成電池短路;
2、外力破壞造成隔膜損壞導致電池短路。
直流短路時發熱巨大,造成電池熱失控,熱失控時會在毫秒級時間內溫升至300攝氏度以上。鋰離子電池內最主要的易燃物其實是電解液,在沒有阻燃劑的情況下(實際上各家產品里都有阻燃劑),電解液燃點約130攝氏度。現已發生的大型電動車事故,歸根結底均為電池遭到破壞,電解液流出并燃燒所致。
但是,也分技術體系,眾所周知鋰電池大致分為鈷鋰、錳鋰、三元、鐵鋰等,其中鈷鋰和三元的熱失控溫度均低于300攝氏度,錳鋰約400攝氏度,鐵鋰高于700攝氏度,最近另有鐵錳鋰二元產品,依據摻雜的不同,熱失控臨界在400-600攝氏度。可見區別很大,這也是鐵鋰之所以安全的原由之一。所以,在鐵鋰國標中,金屬針刺實驗是一項必做的安全實驗。
也就是說,符合我國要求的鐵鋰離子電池,在針刺后是不應燃燒和爆炸的。這個實驗做的很多,基本無異議,甚至我碰到部分產品針刺后還可持續使用的。而題主提到的刀割又更張大了破壞性,這個實驗我也曾經嘗(zuo)試(si)過,電池并未發生燃燒或爆炸。在近年的一些第三方測試中,監督機構要求解刨電池查看是不是有內并結構,標準是統一電解液結構中是不是惟有一個電池,我們也蹭多次劃開電池進行解釋,均未現安全問題。
所以,具備符合國家標準的鐵鋰離子電池產品,由于其化學特性,以及添加了阻燃劑后的保障,刀割后是不應發生自燃的。其他產品則無法保證了。當然由于我這里主作鐵鋰,對錳鋰等產品的標準不熟悉,也希望同行追加答案予以指正。理論上來說金屬異物穿刺實驗應當是基礎中的基礎。
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