四种类型锂电池的安全性比较

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四种类型锂电池的安全性比较

四种类型锂电池的安全性比较
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。 下面由电池之都为大家讲解四种类型锂电池的安全性比较:
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、锰酸锂电池: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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聚合物锂电池未来发展趋势
聚合物锂电池技术在全球的发展已经有相当一段时间了,近年来随着聚合物锂电池的需求量不断提升,带动着其销量的增长,但其市场所占份额依然很低,与液态锂电90%的市场份额无法相比,大大低于人们的预期。下面由电池之都为大家讲解聚合物锂电池未来发展趋势:
由于各种原因,目前市场上聚合物的价格普遍要高于液态锂电池,但是,由于移动电器的竞争模式正在悄悄地发生变化,特别是聚合物电池给移动电器带来的设计价值创新,聚合物电池正被越来越多移动设备所推崇应用,多数聚合物厂商判断聚合物的时代即将来临。对于聚合物锂离子电池的发展趋势,我们可以从手机的发展现状看出一二。
目前手机的发展趋势主要有以下几方面:
(1) 手机机身大小多元化、超薄化,以方便消费者的携带;
(2) 手机设计的个性化,表现在设计理念已经不再是原来方方正正的形状,不规则形状、曲线、弧面设计造型成为手机设计美学化的主要潮流;而且越来越多的手机设计追求无边框化,以此来最大限度的增加用户体验。
(3) 使用彩屏、手机功能的不断增加。为了使手机小型化,电池减小、减薄是一个最有效的途径。4mm以下厚度电池有成为薄型手机配置的主流趋势,从性价比来讲,这是聚合物的特长。不规则形状、曲线、弧面设计造型的手机给电池留下的有效空间变成了不规则形状。液态的长方型不能有效利用空间,容量较低,而叠片式聚合物可以将这种不规则空间最有效地利用起来,使容量放大。随着手机功能越来越多,相应的耗电量也越来越多。就会要求电池容量相应地增加。在不增加电池厚度的情况下,聚合物锂电池是有明显优势的。与此相似,笔记本电脑、蓝牙耳机、蓝牙音箱、移动DVD等电器都在向移动、便携化方向发展,都配上了液晶显示,而且功能在不断增多,液晶屏幕在不断增大。这些都给聚合物锂离子电池提供了无限的商机。
可以说,把聚合物锂电池誉为下一代锂离子电池也不未过。
在未来几年内,聚合物锂电池极有可能取代锂离子市场的大部分份额。
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电池之都之三元锂电池的八大优点
三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是电压太低,用在手机上(手机截止电压一般在3.4V左右)会有明显的容量不足的感觉。下面由电池之都为大家讲解三元锂电池的八大优点:
三元锂电池八个优点:
1、正极为三元材料,负极为人造石墨与其他先进负极材料的混合体。
2、叠片式软包装工艺,该结构电流集流均匀、散热性好、提升了电池倍率性能。
3、采用专利技术处理的隔膜,提高了电池本体安全性,单体电池及模块经过跌落、挤压、针刺、热箱、过充过放等安全性评价试验,满足中国有关电池的标准法规要求。
4、特殊的隔膜材料提高了隔膜的保液能力及孔隙率,减小电池内阻。以1倍率电流充放电,放电深度为DOD80%的情况下进行测试,3000次循环后,容量仍能保持在85%以上。
5、25Ah动力电池的重量比能量为160Wh/kg,比磷酸铁锂电池高30%以上,可以减轻整车重量,提高续驶里程。
6、在大电流充放电时,极化小,温升低。电池可持续3C充电,5C放电(瞬间10C)的高输入输出能力。
7、合理的电解液配比与配方,电池的放电温度范围为-20~45℃,充电温度范围为0~45℃。
8、电池一致性好。采用多项专利制造工艺,粉体的前处理技术,保证了粉体混合和浆料混合的均匀性;特殊的化成工艺,保证了电池成膜的稳定性,从而确保了电池批次间的稳定性,以及电池的荷电储存性能,提高了电池一致性。电池容量标准差小于0.08Ah,配组率高,可降低系统成本。
缺点:暂无。
更多关注:锂离子电池的充电方法和充电时间注意事项

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