鋰電池已成為便攜式電子產(chǎn)品的電池,容量密度高,價(jià)格有競(jìng)爭(zhēng)力,預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)仍將是市場(chǎng)的主流。然而,鋰電池一直隱藏著爆炸的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)槭褂玫迷綇V泛,爆炸事件就會(huì)層出不窮。現(xiàn)在防爆電路和防爆電芯技術(shù)都很成熟,爆炸事件應(yīng)該越來越少。
鋰是化學(xué)周期表上直徑最小也最活潑的金屬。體積小所以容量密度高,廣受消費(fèi)者與工程師歡迎。但是,化學(xué)特性太活潑,則帶來了很高的危險(xiǎn)性。鋰金屬暴露在空氣中時(shí),會(huì)與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)而爆炸。為了提升安全性及電壓,科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲(chǔ)存鋰原子。
這些材料的分子結(jié)構(gòu),形成了奈米等級(jí)的細(xì)小儲(chǔ)存格子,可用來儲(chǔ)存鋰原子。這樣一來,即使是電池外殼破裂,氧氣進(jìn)入,也會(huì)因氧分子太大,進(jìn)不了這些細(xì)小的儲(chǔ)存格,使得鋰原子不會(huì)與氧氣接觸而避免爆炸。鋰離子電池的這種原理,使得人們?cè)讷@得高容量密度的同時(shí),也達(dá)到安全的目的。
保護(hù)措施
充放電時(shí),除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過大時(shí),鋰離子來不及進(jìn)入儲(chǔ)存格,會(huì)聚集于材料表面。這些鋰離子獲得電子后,會(huì)在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶,這與過充一樣,會(huì)造成危險(xiǎn)性。萬一電池外殼破裂,就會(huì)爆炸。
因此,對(duì)鋰離子電池的保護(hù),至少要包含:充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項(xiàng)。一般鋰電池組內(nèi),除了鋰電池芯外,都會(huì)有一片保護(hù)板,這片保護(hù)板主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。但是,保護(hù)板的這三項(xiàng)保護(hù)顯然是不夠的,全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性,必須對(duì)電池爆炸的原因,進(jìn)行更仔細(xì)的分析。
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