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动力锂离子电池安全受正极材料和设计影响

作者: 时间:2008-07-11 来源:网络 收藏

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/258658.htm

添加剂、电解液保障安全

  动力的设计也影响着电池的安全性。

  厂家只有在正负极配比、黏结剂种类、隔膜的组装方式、极耳种类和焊接方式、封装形式方面通过周密计算和控制,才能使得极片内部电流分布合理,电池极化小、散热好以及高效安全。出于安全性的考虑,动力电池在设计时通常要考虑到当异常情况发生时,电池体系向环境传递热量的速度能否大于体系产生热量的速度,因为这决定了热失控反应发生的概率。

  为了进一步增强动力电池的安全性,众多厂家一般会向电池的电解液中加入功能性添加剂。这些添加剂有防过充、防气胀、改善低温和阻燃的作用。值得一提的是,电解液中添加阻燃剂也是提高动力电池安全性的一个重要方向。加入阻燃剂的目的是为了提高电解液燃烧的氧指数。众所周知,当材料的氧指数超过27时属于难燃物质,目前开发的阻燃剂已经接近或达到这个指标。对于动力电池电解液而言,针对单项功能指标的添加剂开发并非难事,困难之处在于保证电解液安全性的同时必须兼顾其他常规性能。为平衡电解液各项功能,多官能团、复合添加剂的研究也是研发方向。

保护板必不可少

  为了加强动力的安全性,保护板是电池组必配的设备。大多数情况下,锂电保护板应具备控制使用工作条件的功能,这些工作条件包括电压、电流、温度等。由于锂离子电池使用的特殊性,使得动力锂离子电池必须和保护板一起配套使用才能确保整个系统的安全可靠性。多串多并的电池组在配对组装、长期使用的过程中不可避免地存在个体差异,保护板(或电池管理系统)要负责对整组电池的电压、电流和温度、甚至容量进行监控,必须做到精确无误、动作迅速才能起到应有的作用。同时,由于电池组个体性能的差异,在相同的充放电电流下,各节电池的电压和可用容量都会有所不同,随着循环次数增多,各电池性能差异会越来越显著,从而会使整个电池组性能大打折扣,寿命大大缩短。要使电池组的性能达到或接近单体电池性能水平,必须对各电池均衡,使电池组内各单体由于充放电性能恶化程度减少到最低。目前大多数厂家都采用了均衡充电保护板对锂离子电池组进行维护。

  因此,在对动力锂离子电池的安全性因素中,电极材料是至关重要的因素,目前能够保证达到行业测试标准的材料体系只有锰酸锂和磷酸铁锂。厂商普遍使用的安全性能添加剂和兼容性好的电解液保障了动力锂离子电池更好地使用。此外,锂离子保护板提供了各项保护锂电池的功能,能最大限度地保障动力电池安全可靠地使用。充电均衡功能的实用化保证了动力锂离子电池能够高安全长寿命地工作。从今后的趋势看,动力锂离子电池、专用保护板和设备三者的联合开发是一条科学的发展之路。


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关键词:锂离子电池

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