鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:597次 | 2019年04月27日
鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo)在安全性能上應(yīng)該滿足什么條件?
鋰離子電池已非常廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中,所以它的安全性能絕對應(yīng)該是鋰離子電池的第一項(xiàng)考核指標(biāo)。對于鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo),國際上規(guī)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足以下條件。5}.i&u:l)y%G-@''s
(1)短路:不起火,不爆炸
(2)過充電:不起火,不爆炸0[3t&G#@%y-P2H1K9@
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(3)熱箱試驗(yàn):不起火,不爆炸(150℃恒溫10min):Y\8z/H#v0]
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%
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(4)針剌:不爆炸(用Ф3mm釘穿透電池):^3];d-A9w7C9i%c
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(5)平板沖擊:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高處砸向電池)!e/Y!I/m/o&^6[(^
(6)焚燒:不爆炸(煤氣火焰燒烤電池)
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:勘探測繪、無人設(shè)備
為了確保鋰離子電池安全可靠的使用,專家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全設(shè)計(jì),以達(dá)到電池安全考核指標(biāo)。{+L*t,f1?n
(1)隔膜135℃自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)0h0B8o&|4v''l
采用國際先進(jìn)的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到120℃的情況下,復(fù)合膜兩側(cè)的PE膜孔閉合,電池內(nèi)阻增大,電池內(nèi)部升溫減緩,電池升溫達(dá)到135℃時(shí),PP膜孔閉合,電池內(nèi)部斷路,電池不再升溫,確保電池安全可靠。.wJ~''i$`''y
(2)向電液中加入添加劑
在電池過充,電池電壓高于4.2v的條件下,電液添加劑與電液中其他物質(zhì)聚合,電池內(nèi)阻大副增加,電池內(nèi)部形成大面積斷路,電池不再升溫。
(3)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)
電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu),電池升溫時(shí),電池內(nèi)部活化過程中所產(chǎn)生的部分氣體膨脹,電池內(nèi)壓加大,壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。#r6e$Y5[4^2G;e$B!M(q
(4)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)
進(jìn)行各項(xiàng)濫用試驗(yàn),如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等,考察電池的安全性能。同時(shí)對電池進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)和振動(dòng)、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn),考察電池在實(shí)際使用環(huán)境下的性能情況。
鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜,這里只能簡單介紹一下其中的幾個(gè)主要工序。0P2\:G;@9p.{(X0h0Y5L)R
(1)制漿
用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合,經(jīng)高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。
(2)涂膜
將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負(fù)極極片。
(3)裝配
按正極片--隔膜--負(fù)極片--隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞制成電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程,即完成電/~8R7S2t!C7?3[&l''x
池的裝配過程,制成成品電池。*E1H7c"tj8T
(4)化成2N2a''h8fY8k2}
用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進(jìn)行充放電測試,對每一只電池都進(jìn)行檢測,篩選出合格的成品電池,待出廠。
大家都已知道,鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰,負(fù)極是碳。
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
同樣道理,當(dāng)對電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。
充電:
LiCoO2→Xli++Li1-xCoO2+Xe-
Xli++Xe-+C6→LixC6
放電:
Xli++Li1-xCoO2+Xe-→LiCoO29D2X''K?2T!\2w
LixC6→Xli++Xe-+C