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技術(shù)解答

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鋰電池內部結構如何設計

發(fā)布日期:2019-02-27 作者:惠州浩發(fā)機械 點(diǎn)擊:

一、能給電池提供安全保障。隔膜材料首先必須具備良好的絕緣性,以防止正負極接觸短路或是被毛刺、顆粒、枝晶刺穿而出現的短路,因此,隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺強度,不易撕裂,并在突發(fā)的高溫條件下基本保持尺寸的穩定,不會(huì )熔縮導致電池的大面積短路和熱失控。
 
二、是給理離子電池提供實(shí)現充放電功能、倍率性能的微孔通道。因此,隔膜必須是具有較高孔隙率而且微孔分布均勻的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特征制約著(zhù)電池中鋰離子的遷移,體現在性能參數上就是離子電導率。
 
 鋰電池引起手機爆炸的恐懼心理總是讓人們在事情過(guò)去還心有余悸,三星、蘋(píng)果這樣的全球品牌也有過(guò)類(lèi)似的危險情況。這使人們不得不考慮一個(gè)問(wèn)題:鋰電池的爆炸是不可避免的的嗎?
 
     手機、筆記本所用的是鋰電池,鋰電池就是靠鋰離子在正負極間的運動(dòng)來(lái)進(jìn)行化學(xué)反應從而提供電量供應和釋放的裝置,它要求鋰離子在正負極間進(jìn)行穿梭運動(dòng)時(shí)不附加其它影響因素。從技術(shù)上來(lái)說(shuō),這種設計是完全可以實(shí)現的,但在實(shí)踐過(guò)程中,由于鋰離子電池是活性極強的產(chǎn)品,任何一點(diǎn)異常的情況都可能導致電池出現問(wèn)題。
 
所有的鋰電池爆炸都是由短路引起的,引起短路的現象有過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、過(guò)熱,它們是通過(guò)鋰電池內部結構而形成電池短路的,所謂內因決定外因的意思,鋰電池結構本身是一個(gè)工藝制造過(guò)程,而工藝制造過(guò)程是難以100%避免瑕疵存在的。
 
鋰離子逗留的正負極應該潔凈,穿梭其間的電解液、隔膜也應無(wú)雜質(zhì),但在制造過(guò)程中,電解液與隔膜難以完全避免沾著(zhù)金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當人們使用不當(過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流)或者把鋰電池置于極端環(huán)境(過(guò)高溫度)下,鋰電池就會(huì )過(guò)熱,碎片在常溫下的安靜狀態(tài)被打破,從而會(huì )在一個(gè)較熱的電解液空間中進(jìn)行熱運動(dòng)。下一步,如果碎片接近了隔膜,熱的碎片將影響隔膜的隔離作用,也就造成短路。
 
可見(jiàn),短路是由于兩個(gè)原因引起的:一是電池體內有雜質(zhì),二是雜質(zhì)會(huì )運動(dòng),二者的中介是發(fā)熱,因此,短路必然有發(fā)熱伴隨,而發(fā)熱并不必然短路。第三步,短路會(huì )迸發(fā)火花,而電解液是易燃液體,火花在一個(gè)密閉的空間中就會(huì )引發(fā)電池的燃燒和爆炸,這一點(diǎn)很容易理解。因此,現在有一種聚合物鋰電池以膠體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì),可以降低短路的概率。但也不能完全避免。
 
一旦電池發(fā)生短路,視電池結構和溫度高低程度的不同,一般來(lái)說(shuō),電池體會(huì )出現漏液、燃燒和爆炸三種情況,而燃燒引發(fā)的安全問(wèn)題最為嚴重。

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