鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1032次 | 2019年05月06日
電池材料對(duì)熱失控有什么影響
一、正極材料
出于安全性考慮,正極材料需要與電解液的相容性和穩(wěn)定性好。常見的正極材料在溫度低于650℃時(shí)是相對(duì)比較穩(wěn)定的,充電時(shí)處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。在過(guò)充的情況下,正極的分解反應(yīng)及其與電解液的反應(yīng)放出大量熱量,造成爆炸。
鈷酸鋰、鎳酸鋰的熱穩(wěn)定都比較差。磷酸鐵鋰的橄欖石結(jié)構(gòu)帶來(lái)的是高溫穩(wěn)定性。在熱失控的化學(xué)反應(yīng)中,在電解液噴出前大量發(fā)生的是分解反應(yīng),而非氧化反應(yīng),產(chǎn)氣較少且慢,這正是磷酸鐵鋰相對(duì)安全的原理。鎳鈷錳酸鋰三元材料由于其比容量高、具有較高的比能量密度,成為當(dāng)下正極材料的理想之選。然而三元材料中鎳的含量較高,材料的循環(huán)性能難以保證,熱穩(wěn)定性較差。
二、負(fù)極材料
負(fù)極材料的熱穩(wěn)定性與負(fù)極材料的種類、材料顆粒的大小以及負(fù)極所形成的SEI膜的穩(wěn)定性有關(guān)。如將大小顆粒按一定配比制成負(fù)極即可達(dá)到擴(kuò)大顆粒之間接觸面積,降低電極阻抗,增加電極容量,減小活性金屬鋰析出可能性的目的。SEI膜形成的質(zhì)量直接影響鋰離子電池的充放電性能與安全性,將碳材料表面弱氧化,或經(jīng)還原、摻雜、表面改性的碳材料以及使用球形或纖維狀的碳材料有助于SEI膜質(zhì)量的提高。解決碳負(fù)極材料安全性的方法主要有降低負(fù)極材料的比表面積、提高SEI膜的熱穩(wěn)定性。通過(guò)減少黏結(jié)劑的量或選擇合適的黏結(jié)劑將有利于改善電池的安全性能。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
三、隔膜
目前,已商品化的鋰離子電池隔膜主要有三類,分別為PP/PE/PP多層復(fù)合微孔膜、PP或PE單層微孔膜和涂布膜。廣泛使用的隔膜主要為聚烯烴微孔膜,這種隔膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,力學(xué)強(qiáng)度優(yōu)良,電化學(xué)穩(wěn)定性好。
隔膜垂直方向上的機(jī)械強(qiáng)度越高,電池發(fā)生微短路的概率就越?。桓裟さ臒崾湛s率越小,電池的安全性能越好。隔膜的微孔關(guān)閉功能也是改進(jìn)動(dòng)力電池安全性的另一方法;凝膠類聚合物電解質(zhì)具有較好的保液性,采用這種電解質(zhì)的電池比常規(guī)液態(tài)電池具有更好的安全性;除此,陶瓷隔膜也可以改進(jìn)電池的安全性。
四、電解液
鋰電池電解液基本上是有機(jī)碳酸酯類物質(zhì),是一類易燃物。常用電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰(LiPF6)存在熱分解放熱反應(yīng)。因此提高電解液的安全性對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的安全性控制至關(guān)重要。LiPF6的熱穩(wěn)定性是影響電解液熱穩(wěn)定的主要因素,因此目前主要改善方法是采用熱穩(wěn)定性更好的鋰鹽。但由于電解液本身分解的反應(yīng)熱十分小,對(duì)電池安全性能影響十分有限。對(duì)電池安全性影響更大的是其易燃性。降低電解液可燃性的途徑主要是采用阻燃添加劑,但是這些阻燃劑往往會(huì)對(duì)鋰電池的電化學(xué)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,因此難以在實(shí)際中應(yīng)用。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
五、導(dǎo)電劑與粘結(jié)劑
導(dǎo)電劑與粘結(jié)劑的種類與數(shù)量也影響著電池的熱穩(wěn)定性,粘結(jié)劑與鋰在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱,不同粘結(jié)劑發(fā)熱量不同,PVDF的發(fā)熱量幾乎是無(wú)氟粘結(jié)劑的2倍,用無(wú)氟粘結(jié)劑代替PVDF可以提高電池的熱穩(wěn)定性。
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