鋰離子電池的重要特點(diǎn)

鋰是元素周期表上最小最活潑的金屬。由于其體積小，容量密度高，深受用戶(hù)和工程師的喜愛(ài)。然而，化學(xué)性質(zhì)過(guò)于活潑，帶來(lái)了很高的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)鋰暴露于空氣中時(shí)，它會(huì)與氧氣發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)。為了提高安全性和電壓，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了石墨和鋰鈷氧化物等材料來(lái)儲(chǔ)存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)形成了微小的納米級(jí)存儲(chǔ)格，可以用來(lái)存儲(chǔ)鋰原子。這樣，即使電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，氧分子也太大，無(wú)法裝入微小的電池中，所以鋰原子不會(huì)與氧氣接觸，從而防止其爆炸。鋰離子電池的這一原理使人們能夠?qū)崿F(xiàn)其高容量密度和安全性。

當(dāng)鋰離子電池充電時(shí)，鋰原子失去電子并氧化成鋰離子。鋰離子通過(guò)電解液游向負(fù)極，進(jìn)入負(fù)極存儲(chǔ)單元，獲得電子，電子被還原為鋰原子。當(dāng)卸貨時(shí)，整個(gè)過(guò)程是相反的。為了防止電池正極和負(fù)極直接接觸而引起的短路，在電池上加了許多小孔的間隙紙，以防止短路。良好的間隙紙還可以在電池溫度過(guò)高時(shí)，自動(dòng)封閉細(xì)孔，鋰離子不能通過(guò)，以免浪費(fèi)功夫，防止危險(xiǎn)的攻擊。

保障措施

鋰離子電池電池過(guò)充電壓高于4.2v，就會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)副用途。壓力越大，風(fēng)險(xiǎn)越大。當(dāng)鋰離子電池電壓高于4.2v時(shí)，留在陰極材料中的鋰原子只有不到一半丟失，導(dǎo)致電池永久崩潰。假如電池繼續(xù)充電，后續(xù)的鋰金屬會(huì)在陰極材料的表面積累，因?yàn)殛?yáng)極的存儲(chǔ)室現(xiàn)在充滿(mǎn)了鋰原子。這些鋰原子從負(fù)極表面向鋰離子方向生長(zhǎng)出樹(shù)枝狀晶體。這些鋰金屬的晶體將通過(guò)屏障紙，短路陽(yáng)極和陰極。有時(shí)電池在短路開(kāi)始前就會(huì)爆炸。這是因?yàn)樵谶^(guò)度充電過(guò)程中,材料,如電解質(zhì)分解并出現(xiàn)氣體,導(dǎo)致電池殼或壓力閥膨脹和打破,讓氧氣進(jìn)入和反應(yīng)的鋰原子負(fù)表面堆積,導(dǎo)致電池破裂。因此，鋰離子電池充電時(shí)，必須設(shè)置一個(gè)電壓上限，才能兼顧電池的壽命、容量和安全性。最理想的充電電壓上限為4.2v。

鋰離子電池放電也必須有一個(gè)較低的電壓限制。當(dāng)電池電壓低于2.4v時(shí)，部分材料開(kāi)始損壞。而且由于電池會(huì)自放電，電壓越長(zhǎng)越低，因此，最好不要把放電到2.4V停止。在3.0v至2.4v放電期間，鋰離子電池只能釋放約3%的容量。因此，3.0v是理想的放電截止電壓。

在充放電時(shí)，除了電壓約束外，電流約束也是必要的。當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，鋰離子沒(méi)有時(shí)間進(jìn)入儲(chǔ)層，會(huì)在材料表面堆積。當(dāng)這些離子獲得電子時(shí)，它們會(huì)在材料的表面結(jié)晶化鋰原子，這和充電過(guò)量相同危險(xiǎn)。假如電池外殼壞了，它就會(huì)爆炸。

因此，鋰離子電池的維護(hù)，至少要包括:充電電壓上限、放電電壓下限、電流上限三部分。一般鋰離子電池組，除了鋰離子電池電池外，還會(huì)有一個(gè)保養(yǎng)板，保養(yǎng)板重要是供應(yīng)這三個(gè)保養(yǎng)。然而，保養(yǎng)板這三種保養(yǎng)方式顯然不是，全球鋰離子電池爆炸事件或頻率。為了保證電池系統(tǒng)的安全，有必要對(duì)電池爆炸的原因進(jìn)行更細(xì)致的分析。