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锂离子电池过充安全问题
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| 最近公司时有过充实验电池爆炸现象,望各位不吝赐教影响过充安全性能的各方面因素!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
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wxiongid
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martintienwoo(金币+2,VIP+0):加油加油
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过充：指充电电压超过其充电截止电压，对锂离子电池来说，一般可以将10V/节定为过充电压。 对锂离子电池而言，其使用的是非水电解液，因此，当电池过充时电解液发生不可逆的氧化反应，其产物为易燃的有机小分子物质，结果就很容易导致电池发生爆炸、燃烧等危险事故，所以安全问题一直制约着锂离子电池的应用。其中相关的一个项目是郑州大学的动力锂离子电池安全措施及结构设计。联系人：冯祥明，电话：13700865602，电子邮箱：fengxm@zzu.edu.cn 补充： 值得注意的是钴酸锂（LiCoO2 ）材料的实际使用容量只有其理论容量的二分之一，即使用钴酸锂作为正极材料的锂离子电池在正常充电结束后（即充电至截止电压4.2 V左右），LiCoO2正极材料中的Li+将还有剩余。可用以下的简式表示：LiCoO2→0.5Li+Li0.5CoO2 （正常充电结束）。此时如果充电电压继续升高，那么LiCoO2正极材料中的剩余的Li+将会继续脱嵌，游向负极，而此时负极材料中能容纳Li+的位置已被填满，Li+只能以金属的形式在其表面析出。一方面，金属锂的表面沉积非常容易聚结成枝杈状锂枝晶，从而刺穿隔膜，造成正负极直接短路；另外，金属锂非常活泼，会直接和电解液反应放热；同时，金属锂的熔断相当低，即使表面金属锂枝晶没有刺穿隔膜，只要温度稍高，比如由于放电引起的电池升温，金属锂将会熔解，从而将正负极短路，造成安全事故。总之，钴酸锂材料在充电电压过高的时候，比如说保护板失效的情况下，存在极大的安全隐患，而动力锂离子电池的容量高，造成的破坏性将非常大。 镍钴锰酸锂（LiCoxNiyMnzO2）和钴酸锂一样，为保证其循环性，实际的使用容量也远低于其理论容量，在充电电压过高的情况下，存在内部短路的安全隐患。 |
2楼2008-01-10 15:28:16
3楼2008-01-11 20:44:58
martintienwoo
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4楼2008-01-11 21:35:21
wxiongid
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就当偶抛砖引玉咯5楼2008-01-12 09:08:28
6楼2008-02-15 16:22:27
ylzhang601
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锂离子电池过充时发生燃爆，主要原因是随着电压的升高，正极材料分解放出原子态氧，氧化电解液中的溶剂；电解液在正极和负极上发生还原和氧化；过充时在负极上会析出金属锂，它会和有机溶剂发生反应，尤其是在较高的温度下。这些都是产热和产气的过程，也是过充燃爆的主要原因。当电池内的温度升高到大约90度时，负极表面的SEI(固体电解质中间相，国内书籍和文章中多数称SEI膜，和英文原意不太吻合）开始分解；100度左右时，嵌入碳材料中的锂开始和有机碳酸酯反应；温度再高，隔膜熔化收缩，有可能发生内短路；......。因此，涉及过充安全的因素主要有下列几项，如果电池在过充试验中发生爆炸，进行具体分析，设计相应的实验加以验证，找出原因，进行改善。 1.正极材料的电化学稳定性和热稳定性。电化学稳定性可用电化学手段，如循环伏安法确定，热稳定性可用ARC测定。 2.电解液。电解液配方对过充的影响很大，调整配方中溶剂（碳酸酯）的种类和相应的比例，添加防过充和抑制产气的添加剂是常用的方法。 3.过充的条件。 4.电池的设计。 [ Last edited by ylzhang601 on 2008-2-17 at 04:42 ] |
7楼2008-02-16 06:26:19
8楼2008-02-17 20:11:22
