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锂电池表面缺陷检测

发布时间:2016-7-15   来源:苏州轩明视
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    从目前使用的锂离子电池主流技术来看,主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和聚合物几种类型,它们的不同材料和结构特点会对电池制备技术与使用造成影响,从而带来的安全性也有不同。

    一、钴酸锂电池:在制备上的最大特点是,在充满电后,仍有大量的锂离子留在正极。也就是说,负极上容纳不了更多的附着在正极上的锂离子,但在过充状态下,正极上多余的锂离子仍会向负极游动,因不能完全容纳便会在负极上形成金属锂,由于这种金属锂是树枝状的晶体,因而被称为枝晶,枝晶一旦形成,就会给刺穿隔膜提供机会。隔膜刺穿将形成内部短路。由于电解液的主要成分是碳酸脂,闪电和沸点较低,这样,在温度较高的情况下就会燃烧甚至爆炸。控制锂枝晶的形成在小容量锂电池上比较容易,因此,钴酸锂电池目前仅限于便携式电子设备等小容量电池,而不能用于动力电池。

    二、聚合物锂电池:在实际可用的理论比能量上有极大的提高,相对于钴酸锂电池,可以更好地发挥高容量作用,但从材料上来说,聚合物电池也采用钴酸锂和有机电解液,所以并未根本解决安全性问题。从使用角度来看,电池如果发生短路将产生过大电流。聚合物锂电池的电解液为胶体,不易泄漏,也就排除了漏液的可能性,但将因此发生更猛烈的燃烧,因此,自燃是聚合物锂电池的最大隐患。

    三、锰酸锂池电:锰酸锂电池的材料具有一定的优点,它可以保证在满电状态下,正极的锂离子可以完全嵌入到负极炭孔中,而不是象钴酸锂那样会在正极有一定残留,这就从根本上避免了枝晶的产生。这是从理论上来认识。实际上,锰酸锂电池如果遭遇强大外力作用或者制备过程中偷工减料都有可能造成电池在充放电循环过程中瞬间形成锂离子快速移动。在负极来不及完全接收锂离子的情况下形成枝晶。避免这一后果要从电池出厂时的测试来保证。总之,检测合格的锰酸锂电池一般不会发生安全事故。因为,锰酸锂稳固的结构使其氧化性能远远低于钴酸锂,即使外部短路(而非内部短路),也基本能避免析出金属锂引发燃烧和爆炸。

    四、磷酸铁锂电池:这是一种理想的动力电池,可用于电动工具和动力汽车等,磷酸铁锂的理论容量是170mAh/g,做成材料的实际可达容量为160mAh/g。在安全性上,磷酸铁锂热稳定高,电解液氧化能力低,因而安全性高;但其缺陷是电导率低,需要改性技术来提高,结果,体积过大,电解液用量多。而且,由于容量大,电池的一致性较差,目前,磷酸铁锂技术还在研究中。

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