影响锂电池安全因素

合集下载

锂电池存在的问题

锂电池存在的问题

锂电池存在的问题1. 介绍锂电池是一种常见的充电电池,广泛应用于移动设备、电动车辆和储能系统等领域。

然而,锂电池在长期使用和制造过程中存在一些问题,这些问题可能影响其性能、安全性和环境影响。

本文将探讨锂电池存在的问题,并提出一些改进和解决方案。

2. 锂电池的能量密度限制锂电池的能量密度是指单位体积或单位质量所储存的能量。

目前,锂电池的能量密度已经相当高,但仍然存在一定的限制。

这些限制包括:2.1 电极材料的容量限制锂电池的正负极材料决定了其能量密度。

然而,目前常用的电极材料(如锂铁磷酸盐和锂钴酸锰)的容量仍有限,难以满足不断增长的能量需求。

2.2 锂金属负极的安全问题锂金属负极具有较高的理论容量和能量密度,但其在充放电过程中会产生锂枝晶,导致电池短路和安全问题。

因此,目前大多数商业化的锂电池采用了石墨负极代替锂金属负极,但石墨负极的容量较低。

3. 循环寿命和衰减锂电池的循环寿命是指其能够经历多少次充放电循环而保持特定容量的能力。

然而,锂电池的循环寿命受到多种因素的影响,导致电池容量逐渐衰减。

3.1 电解液的分解和损失锂电池中的电解液在长期使用过程中会发生分解和损失,导致电池容量的衰减。

这主要是由于电解液中的溶剂和盐的不稳定性引起的。

3.2 电极材料的结构破坏锂电池在充放电过程中,电极材料会发生体积变化,导致电极结构的破坏。

这种结构破坏会进一步加速电池容量的衰减。

3.3 温度和深度放电的影响高温和深度放电会加速锂电池的衰减。

在高温环境下,电解液的分解和电极材料的结构破坏更加严重。

深度放电会导致电极材料的氧化和结构变化,进一步影响电池的循环寿命。

4. 安全性问题锂电池的安全性一直是人们关注的焦点。

虽然锂电池在正常使用条件下是相对安全的,但在特定情况下可能发生事故。

4.1 过充和过放过充和过放是导致锂电池事故的常见原因。

过充会导致电池内部产生过多的热量和气体,可能引发爆炸。

过放会导致电池内部产生过多的锂枝晶,可能引发短路和火灾。

锂电池生产厂易忽视的安全问题及安全对策措施

锂电池生产厂易忽视的安全问题及安全对策措施

锂电池生产厂易忽视的安全问题及安全对策措施公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]锂电池生产厂易忽视的安全问题主要危险因素及相应的安全对策措施近来,在工作中发现,我国锂电池生产企业对锂电池生产中的安全问题认识不足,主要表现在:①电池液的毒性认识不足,许多企业不知道电池液是有毒的;②对锂电池的火灾、爆炸危险性认识不足。

下面介绍并分析锂电池生产、储存过程中的毒性危险和火灾、爆炸危险性。

1、中毒危险电池液中一般含有六氟磷酸锂以及作为溶剂使用的碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯。

六氟磷酸锂是有毒物质,而上述碳酸酯类物质化学性质则比较稳定,没有被列入有毒物质类,但是可燃。

六氟磷酸锂是电池液中的重要成分,国内及一些国外出品的六氟磷酸锂没有说明其毒性,但据国际知名的sigma-aldrich(西格玛公司)制定的六氟磷酸锂《化学品安全技术说明书》(CSDS),说明了其毒性。

六氟磷酸锂的性质简述如下:分子式:LiPF6;燃烧性:不燃(0);毒性:中等(2);剌激性:中等(2);化学活性:低(1);慢性影响:中等(2);TLV-TWA:m3(ACGIH)。

括号内的数字表示分级,从0到4共分5级。

TLV-TWA是美国卫生医师协会推荐的时间加权平均浓度的最高允许值。

六氟磷酸锂:白色粉末,吸湿性强,遇水易分解;进入体内可损害健康,多次接触可产生累积的毒性效应,呼吸道、眼、皮肤可受到损伤。

一些国内企业出品的六氟磷酸锂,产品说明中注明含氟化氢(也称为氢氟酸)≤10-4。

氟化氢为高毒物质,具有强烈的腐蚀性,损伤呼吸道、眼、皮肤,可引起支气管炎和肺炎,吸收后可产生全身的毒作用。

六氟磷酸锂分解后的产物是高毒性的,应引起注意。

韩国三星公司电解液包装桶上标签注明其应在30℃以下保存,在夏季,运输途中六氟磷酸锂易分解,对安全是个潜在的危险因素。

因此,无论是六氟磷酸锂本身,或者其分解产物以及其所含的杂质氟化氢都有中等以上的毒性,如果密闭的作业场所提供的新风不足或通风系统出现故障,有可能发生多人中毒的事故。

锂电电池隐患分析报告

锂电电池隐患分析报告

锂电电池隐患分析报告近年来,随着移动通信、电动汽车等应用的不断普及,锂电电池作为一种重要的储能设备得到了广泛应用。

然而,随之而来的是一些潜在的安全隐患,例如锂电池的燃烧、爆炸等问题。

本文将对锂电电池的隐患进行详细分析,并提出相应的解决方案。

首先,我们需要了解锂电电池的结构特点。

锂电池是一种以锂金属或者锂离子为活性物质的充放电储能设备,一般由正极材料、负极材料、隔膜和电解液组成。

其中,正极材料通常是由锂金属氧化物(如LiCoO2)制成,负极材料主要是石墨,而隔膜则用于隔离正负极,电解液则起到传导锂离子的作用。

由于锂电池的极高能量密度,一旦出现问题,其可能的危害也相当惊人。

首先,由于正负极材料中含有大量的锂金属氧化物,在不当的条件下会导致电池燃烧或爆炸。

这是因为锂金属氧化物的分解反应是一个放热反应,当反应蔓延至整个电池内部时,将迅速释放出大量的热量,导致电池过热、燃烧或爆炸。

其次,在电池组装过程中,如果未能控制好正负极材料的充放电过程,会导致正负极材料之间的短路,也可能引发燃烧或爆炸。

锂电电池的安全问题主要与以下几个因素有关:电池的设计及材料、电池的使用环境和外部因素的干扰。

在电池的设计及材料选择上,为了提高电池的能量密度和充放电效率,一些制造商可能会选择高能量密度的材料,但这也会增加电池的安全风险。

另外,电池的使用环境也会对其安全性产生重要影响,例如高温环境会加剧电池的老化速度,增加其发生故障的几率。

此外,外部因素的干扰也是一个重要的原因。

例如,电池在受到撞击、挤压等过程中可能会损坏,进而导致电池内部的短路情况发生。

针对锂电电池的隐患,我们可以从以下几个方面着手解决。

首先,在电池的设计与制造过程中,应充分考虑电池的安全性能,选择更加稳定可靠的材料,并进行必要的安全测试与规范,确保产品质量。

其次,在电池的使用与维护过程中,用户应严格按照说明书来正确使用电池,并定期进行检查与维护,确保电池的正常工作状态。

锂离子电池安全性研究及影响因素分析

锂离子电池安全性研究及影响因素分析

锂离子电池安全性研究及影响因素分析一、本文概述随着科技的快速发展和全球能源结构的逐步转型,锂离子电池作为一种高效、环保的能源存储技术,已经广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、航空航天、储能电站等多个领域。

然而,随着锂离子电池应用范围的扩大,其安全性问题也日益凸显。

电池热失控、燃烧甚至爆炸等安全事故不仅会造成巨大的财产损失,还可能威胁到人们的生命安全。

因此,对锂离子电池的安全性进行深入研究和影响因素分析,对于保障其安全应用具有重要意义。

本文旨在全面综述锂离子电池安全性的研究现状,分析影响电池安全性的主要因素,包括电池材料、制造工艺、使用条件等,并探讨提高锂离子电池安全性的有效方法和未来发展方向。

通过本文的阐述,希望能够为锂离子电池的安全应用提供理论支撑和实践指导,促进锂离子电池技术的健康、可持续发展。

二、锂离子电池的基本原理与结构锂离子电池,作为现代电化学储能技术的核心,其基本原理和结构是理解其安全性和性能的关键。

锂离子电池是一种通过锂离子在正负极之间移动实现能量存储和释放的二次电池。

其结构主要由正极、负极、隔膜和电解液四个部分组成。

正极是锂离子电池的重要组成部分,通常采用具有高嵌脱锂电位的材料,如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。

正极材料的性能直接影响电池的能量密度和安全性。

负极材料则通常采用具有低嵌脱锂电位的碳材料,如石墨、硅碳复合材料等。

负极的主要作用是储存和释放锂离子,其结构和性能对电池的循环寿命和安全性具有重要影响。

隔膜位于正负极之间,是防止电池内部短路的关键组件。

隔膜通常由聚烯烃等多孔材料制成,具有良好的离子通透性和机械强度。

电解液则是锂离子电池中的重要组成部分,通常由有机溶剂和锂盐组成,其主要作用是传导锂离子,实现正负极之间的电荷转移。

锂离子电池的工作原理是在充放电过程中,锂离子在正负极之间移动,实现化学能与电能之间的转换。

充电时,锂离子从正极脱嵌,穿过隔膜,嵌入负极;放电时,锂离子从负极脱嵌,穿过隔膜,嵌入正极。

锂电池安全注意事项

锂电池安全注意事项

锂电池安全注意事项
1. 不要将锂电池暴露在高温环境中,以避免引发过热和爆炸的风险。

特别是不应该将其置于阳光直射的地方,或者将其放置在热源旁边。

2. 不要将锂电池放置在潮湿或有水的地方,以防止电解质腐蚀电池导致电池自燃。

3. 避免使用损坏的锂电池,如发现电池外壳有裂纹或变形,应立即停止使用,并将其送往专业机构进行处理。

4. 不要将锂电池与金属物质直接接触,因金属可能导电引发短路。

5. 锂电池不应被穿透或扔入火中,以免导致电池爆炸或起火。

6. 在充电过程中,要使用原厂配套的充电器或充电线,不要使用质量低劣或不匹配的充电器。

7. 长时间不使用的锂电池,应储存在干燥、阴凉的地方,以延长电池寿命。

8. 不要将锂电池乱丢乱放,以免引发外界碰撞导致电池短路。

9. 避免过度放电或过度充电,以减少锂电池的损耗和可能的安全风险。

10. 当锂电池发出异常声响、冒烟或发热时,应立即停止使用,并将其远离可燃物,待冷却后妥善处理。

若情况严重,应及时报警或求救。

使用锂电池的安全注意事项

使用锂电池的安全注意事项

使用锂电池的安全注意事项锂电池由于其高能量密度和较低自放电率而逐渐成为许多电子设备和交通工具的首选电源。

然而,锂电池也存在一些潜在的安全风险,如果不正确使用和处理,可能会导致火灾、爆炸等严重后果。

下面是使用锂电池时应注意的安全事项:1.购买和使用正规品牌的锂电池:选择正规渠道购买可靠品牌的锂电池,避免购买廉价或劣质产品。

购买时应确保有产品说明书、质量保证和安全认证等合规齐全的文件。

2.不使用或贮存受损或漏液的锂电池:如果发现锂电池外壳破损、发生变形、漏液或发出异常气味等情况,应立即停止使用,并妥善处置。

损坏的锂电池可能会引发火灾或爆炸。

3.避免过度充放电:锂电池的最佳工作状态是在其额定电压范围内运行。

过度充电或过度放电可能会导致锂电池过热、性能衰退,甚至发生火灾或爆炸。

因此,应避免过度充放电,特别是不要将电池完全耗尽或充电到过高的电压。

4.使用适配器:使用合适的充电器和适配器是保障锂电池安全的重要因素。

使用非原装的充电器可能会导致过度充电或充电速度过快,从而增加锂电池的安全风险。

因此,应根据厂商的建议选择适合的充电器和适配器。

5.避免高温暴露:锂电池对高温非常敏感,如果在过热的环境中使用或存放锂电池,其内部化学反应可能会增加,进而导致爆炸或火灾。

因此,在夏季或高温环境中,不要将锂电池置于阳光直射的地方,也不要将其暴露在高温环境中。

6.防止短路:锂电池的正负极之间会发生化学反应,产生大量热量。

如果电池正负极直接短路,可能会导致电池过热、发生爆炸。

因此,在携带或存放锂电池时,应确保避免电池短路。

7.小心妥善处理电池:在携带或存放锂电池时,应尽量避免与其他金属物品、刀具或硬质物体等放在一起,以防止短路和损坏。

在插拔锂电池时,要轻拿轻放,不要过度用力。

8.不要过度堆放锂电池:应遵循锂电池堆放规则,避免过度堆放锂电池。

如果大量锂电池堆叠在一起,可能会导致电池之间的意外短路和电池堆的过热。

9.适当处理废弃锂电池:废弃的锂电池可能仍然含有电荷,如果随意丢弃或处理可能会导致火灾、污染等问题。

锂电池生产安全管理

锂电池生产安全管理

锂电池生产安全管理锂电池作为一种高性能、高能量密度的电池,广泛应用于移动通信、电动车辆、储能等领域,其在现代社会中的地位越来越重要。

然而,由于锂电池中使用的锂金属的化学性质较为活泼,一旦发生事故,可能会导致爆炸、火灾等严重后果,因此锂电池生产安全管理至关重要。

本文将从锂电池生产的风险点、管理措施、安全培训等方面进行分析,以期增强锂电池生产企业的安全意识和实施能力。

一、锂电池生产的风险点1.锂金属的危险性:锂金属贮存和加工过程中,可能会与水和空气中的氧气剧烈反应,产生可燃气体,从而导致火灾和爆炸。

2.过程控制不当:生产过程中,如电解液混合、封装和充放电等工艺环节控制不严,可能造成电池内部短路,引发火灾和爆炸。

3.设备失效:生产过程中使用的设备可能存在缺陷,如电池堆焊机、电池封盖机等设备发生故障,可能引起过热、火灾等事故。

4.人为操作失误:操作人员对于锂电池生产过程的理解不够深入,操作不规范,可能导致电池受损,从而导致火灾和爆炸。

二、锂电池生产安全管理措施1.建立安全管理体系:企业应建立适应锂电池生产特点的安全管理体系,明确各岗位的职责,建立相关的安全制度和操作规程。

2.锂金属危险品管理:对于锂金属材料的储存和加工过程,应有专门负责的岗位进行管理,并采取相应的安全防护措施,包括提供防护设备、培训操作人员等。

3.设备维护与管理:企业应定期检查和维修生产设备,确保其正常运行,且符合相关的安全标准。

同时,应建立设备故障修复和事故应急处理的流程。

4.操作规范和培训:制定相关操作规范,对操作人员进行锂电池生产工艺和安全操作的培训,提高操作人员的安全意识和技能水平。

5.事故应急预案:制定全面的事故应急预案,明确各岗位的应急职责和处置流程,提早做好各类事故的应急演练,以迅速有效应对突发事件。

三、锂电池生产安全培训为了提高锂电池生产企业的安全意识和实施能力,安全培训变得尤为重要。

企业应加强对员工的安全培训,包括以下几个方面:1.基础知识培训:对于锂电池的基本知识、危险性和防护措施进行培训,使员工具备基本的安全意识。

锂电池安全问题及失效分析

锂电池安全问题及失效分析

锂电池安全问题及失效分析摘要:在日常的使用当中,锂电池比较容易发生火灾爆炸等事故,之所以产生这样的危险事故,其本质原因是锂电池的有机材料所致。

电池在使用和储存的过程当中均有可能发生起火爆炸的事故,另外还会出现容量衰减、内阻增大、产气、漏液等异常情况,这些情况大大的降低了锂电池的使用性能,同时锂电池的可靠性与安全性也会受到严重的影响,通过对锂电池失效原因开展深入探究对未来锂电池性能的提升和相关技术的发展有着极为重要的意义。

关键词:建筑装饰;新技术;新工艺;施工分析1锂电池失效产生途径1.1内部短路在日常的锂离子电池使用当中,内部短路问题是其安全问题中一项极为重要的威胁,当前在大多数的锂电池安全问题当中,内部短路问题占比极高。

内部短路问题产生的原因是由于电池内部正负极发生点短路所致,当锂电池的正负极之间发生短路时,在短路点会产生热量,因为隔膜的材料特性,当温度升高后隔膜熔融,短路面积持续扩大,最终造成大面积短路,电池的电压骤降而温度迅速上升,从而诱发起火甚至爆炸。

由于短路对安全的影响极其重要,在整个电池的生产制造过程中都会严格控制金属颗粒和粉尘,降低短路的可能性。

1.2电路故障为了做好锂离子电池的相关保护,在电池的宿主设备或者适配器设置中会有充放电管理电路存在,甚至在部分的设备中还会有放电的负载电路。

为了对锂离子电池做好相应的保护,在电池的PACK封装过程当中,厂家还会在相应的设备当中加入保护电路板,但这些电路的存在会使得电池组以及外部极有可能在使用过程当中出现使用故障,常见的故障中包含有过充、过放、外部短路等情况,这些情况在一定情况下可能会使得电池发生过热、爆炸等类型的危险事件。

电池发生在过充后在内部会产生剧烈的化学反应,在一系列的反应发生的同时会伴随有大量的热产生,热量的聚集会导致隔膜失效,从而使得电池内部发生热失控。

过放会使电池的电压出于低于规定的放电截止电压,在低电压情况下,电解液会进一步分解进而形成大量的气体,内压突增,从而使电池外壳膨胀,最终导致漏液情况的发生。

锂电池运输事故原因

锂电池运输事故原因

锂电池运输事故原因
锂电池运输事故的原因可以包括以下几个方面:
1. 锂电池自身存在的安全隐患:锂电池在充放电过程中会释放热量,如果电池内部存在缺陷或者错误使用,可能引发过热、短路、爆炸等安全问题。

2. 运输方式不当:如果在运输过程中没有采取适当的措施或使用不安全的运输工具,可能导致锂电池发生挤压、摩擦等外力作用,增加安全风险。

3. 锂电池损坏:在运输过程中,锂电池可能受到挤压、撞击或摔落等外部力量的影响,导致电池外壳破裂、内部结构变形等损坏,增加安全风险。

4. 电池短路:在运输过程中,如果锂电池的正负极接触,或者与其他金属物质接触,可能引发短路情况,导致热量积聚和安全问题。

5. 不安全的装载和包装:如果运输人员在装载和包装锂电池时没有按照相关要求进行操作,比如将电池直接放入可燃物质内或混装其他危险品,可能导致火灾、爆炸等事故。

综上所述,锂电池运输事故的原因主要与锂电池本身的安全性、运输方式、电池损坏、短路以及装载和包装等方面有关。

为了减少运输事故的发生,需要加强对锂电池的运输管理和安全控制,并确保运输操作符合相关要求和标准。

锂离子电池安全性

锂离子电池安全性

锂离子电池的安全性在科技飞速发展的今天,各种移动的电子设备在人类生活中大量应用,锂电池也随之迅速发展成为二次电池领域中重要的一个产业。

锂电池在比容量、无记忆效应、长寿命、环保等综合性能远远超过其他二次电池,锂电池被称为“终极电池”,但为什么在大容量电池领域却没有见到锂电池的身影呢?关键问题是受到锂电池的安全性问题的制约。

锂离子电池最大的安全隐患爆炸、漏液等。

一、产生的原因1、内部短路:是锂离子电池的最大的隐患产生的原因,是在锂离子电池生产过程中,由于正负极片出现的毛刺、破损、掉粉、气泡等多方面原因,出现次品,在使用过程中,在过充的情况下(甚至正常充放电时),锂离子在负极堆积形成枝晶,刺穿隔膜,形成内部短路。

2、产生大电流:外部短路,内部短路将产生几百安培甚至更大的过大电流i. 外部短路时,由于外部负载过低,电池瞬间大电流放电。

在内阻上消耗大量能量,产生巨大热量。

ii. 内部短路,主要原因是隔膜被穿透,内部形成大电流,温度上升导致隔膜熔化,短路面积扩大,进而形成恶性循环而使产生爆炸或其他安全问题;3、气体的产生:锂离子电池为达到单只电芯3.0 -4.2V 的高工作电压(镍氢和镍硌电池工作电压为1.2V ,铅酸电池工作电压为2V ),必须采取分解电压大于2V 的有机电解液,而采用有机电解液在大电流,高温的条件下会被电解,电解产生气体,导致内部压力升高,严重会冲破壳体4、燃烧:热量来源于大电流,同时在高电压(超过5V )情况下,正极锂的氧化物也会发生氧化反应,析出金属锂,在气体导致壳体破裂的情况下,与空气直接接触,导致燃烧,同时引燃电解液,发生强烈火焰,气体急速膨胀,发生爆炸。

5、外因作用:如:针刺和撞击温度升高,气体急速膨胀,发生爆炸。

二、采取的措施1、隔膜的遮断电流防止电池的安全隐患起了关键作用,隔膜是短路情况下的保护带,即隔膜在大约130度时电阻会突然增大,从而阻止锂离子在之间传输,隔膜在130度以上时,其保护带越安全。

锂电安全知识考试

锂电安全知识考试

锂电安全知识考试
1. 锂电池的安全性能与哪些因素有关?
- 电池内部结构和化学成分
- 生产工艺和质量控制
- 使用与储存条件
- 充电与放电管理
- 电池包设计与防护措施
2. 锂电池的主要安全问题有哪些?
- 过充和过放
- 短路
- 过热和过载
- 自发燃烧和爆炸
3. 如何预防锂电池的过充和过放?
- 使用专门设计的锂电池充电器,具有过充和过放保护功能- 不要长时间放电至过低的电压
- 遵循充电和放电的建议电流和时间范围
- 定期检查电池的电压和电量
4. 如何避免锂电池的短路?
- 避免磁性物体与电池接触
- 避免金属物质进入电池的连接器和接口
- 不要暴露电池于高温或潮湿的环境
5. 锂电池何时容易过热和过载?
- 高温环境
- 过度充电或放电
- 连续使用高功率设备
- 未适当冷却或通风条件下使用电池
6. 锂电池是否可能自发燃烧或爆炸?如果是,原因是什么?- 是的,锂电池可能会因为内部短路或过热引起自发燃烧或爆炸。

- 过充、过放或过载也可能导致电池发生自燃或爆炸。

7. 如何安全地处理锂电池?
- 不要将锂电池暴露于高温和潮湿的环境中
- 避免将电池损坏或弯曲
- 不要将电池与金属物质接触,以免发生短路
- 使用专门的回收设施正确处理废弃电池
8. 在使用锂电池的过程中,如何识别安全隐患?
- 异常发热或冒烟
- 漏液或膨胀
- 不正常的电流输出
- 充电速度明显减慢
- 电池表面有明显的破损或变形。

锂电池为什么有安全性问题

锂电池为什么有安全性问题

在科技飞速发展的今天,各种移动的电子设备在人类生活中大量应用,锂电池也随之迅速发展成为二次电池领域中重要的一个产业。

锂电池在比容量、无记忆效应、长寿命、环保等综合性能远远超过其他二次电池,锂电池被称为“终极电池”,但为什么在大容量电池领域却没有见到锂电池的身影呢?关键问题是受到锂电池的安全性问题的制约。

希望通过本文能够为各位认识锂离子电池的安全性,对于选择和应用锂离子电池带来帮助,推动锂离子电池的发展。

一、锂电池为什么有安全性问题1、内部短路是如何形成的:锂离子电池的最大的隐患是应用钴酸锂的锂离子电池在过充的情况下(甚至正常充放电时),锂离子在负极堆积形成枝晶,刺穿隔膜,形成内部短路。

2、产生大电流:外部短路,内部短路将产生几百安培的过大电流i. 外部短路时,由于外部负载过低,电池瞬间大电流放电。

在内阻上消耗大量能量,产生巨大热量。

ii. 内部短路,主要原因是隔膜被穿透,内部形成大电流,温度上升导致隔膜熔化,短路面积扩大,进而形成恶性循环3、气体是哪里来的:锂离子电池为达到单只电芯3 -4.2V 的高工作电压(镍氢和镍硌电池工作电压为 1.2V ,铅酸电池工作电压为2V ),必须采取分解电压大于2V 的有机电解液,而采用有机电解液在大电流,高温的条件下会被电解,电解产生气体,导致内部压力升高,严重会冲破壳体4、燃烧是如何发生的:热量来源于大电流,同时在高电压(超过5V )情况下,正极锂的氧化物也会发生氧化反应,析出金属锂,在气体导致壳体破裂的情况下,与空气直接接触,导致燃烧,同时引燃电解液,发生强烈火焰,气体急速膨胀,发生爆炸。

5、聚合物电池是否会有安全性问题:聚合物电池与锂离子电池的区别在于电解液为胶状、半固态,锂离子电池电解液为液态。

所以,聚合物电池可以使用软包装,在内部放 1 小时后国家标准GB/T 18287-2000 按标准充满电后20℃± 5℃3C 5 A 上限电压10V ,温度下降峰值10 ℃后结束实验不爆炸、不燃烧UL 标准按标准充满电后20℃± 5℃以对应电流和时间进行。

锂电池生产厂易忽视的安全问题及安全对策措施

锂电池生产厂易忽视的安全问题及安全对策措施

锂电池生产厂易忽视的安全问题及安全对策措施The manuscript was revised on the evening of 2021锂电池生产厂易忽视的安全问题主要危险因素及相应的安全对策措施近来,在工作中发现,我国锂电池生产企业对锂电池生产中的安全问题认识不足,主要表现在:①电池液的毒性认识不足,许多企业不知道电池液是有毒的;②对锂电池的火灾、爆炸危险性认识不足。

下而介绍并分析锂电池生产、储存过程中的毒性危险和火灾、爆炸危险性。

1、中毒危险电池液中一般含有六氟磷酸锂以及作为溶剂使用的碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯。

六氟磷酸锂是有毒物质,而上述碳酸酯类物质化学性质则比较稳定,没有被列入有毒物质类,但是可燃。

六氟磷酸锂是电池液中的重要成分,国内及一些国外岀品的六氟磷酸锂没有说明其毒性,但据国际知名的sigma- aldrich(西格玛公司)制定的六氟磷酸锂《化学品安全技术说明书》(CSDS),说明了其毒性。

六氟磷酸锂的性质简述如下:分子式:LiPF6;燃烧性:不燃(0);毒性:中等⑵;剌激性:中等⑵;化学活性:低(1);慢性影响:中等⑵;TLV-TWA:m3(ACGIH)o括号内的数字表示分级, 从0到4共分5级。

TLV-TWA是美国卫生医师协会推荐的时间加权平均浓度的最高允许值。

六氟磷酸锂:口色粉末,吸湿性强,遇水易分解;进入体内可损害健康,多次接触可产生累积的毒性效应,呼吸道、眼、皮肤可受到损伤。

一些国内企业出品的六氟磷酸锂,产品说明中注明含氟化氢(也称为氢氟酸)W10-4。

氟化氢为高毒物质,具有强烈的腐蚀性,损伤呼吸道、眼、皮肤,可引起支气管炎和肺炎,吸收后可产生全身的毒作用。

六氟磷酸锂分解后的产物是高毒性的,应引起注意。

韩国三星公司电解液包装桶上标签注明其应在30°C以下保存,在夏季,运输途中六氟磷酸锂易分解,对安全是个潜在的危险因素。

因此,无论是六氟磷酸锂木身,或者其分解产物以及其所含的杂质氟化氢都有中等以上的毒性,如果密闭的作业场所提供的新风不足或通风系统出现故障,有可能发生多人中毒的事故。

影响锂电池安全因素

影响锂电池安全因素

影响锂电池安全因素锂离子电池是目前非常流行的可充电电池,在许多设备中得到了广泛应用,例如智能手机、笔记本电脑、电子书阅读器等。

然而,锂电池的安全性一直是广泛讨论的话题。

下面是影响锂电池安全因素的一些因素:1. 温度锂电池的正常工作温度为0℃至45℃,过低或过高的温度都会对其安全性产生影响。

当锂电池处于高温环境中时,其内部化学反应会变得更加活跃,从而增加了发生热失控的风险。

此外,当锂电池被暴露在极端低温下时,其电化学反应速率会显著降低,如果电池受到外部冲击或压力,可能会导致内部损坏以及电池内部的热能释放。

2. 过充与过放过充和过放是导致电池热失控和爆炸的主要原因之一。

当锂电池被充电过度时,其内部化学反应会异常激烈,从而导致电池温度升高,进而引发一系列化学反应,加速电池充放电循环过程中的材料退化,会损坏硬件以及缩短电池的寿命。

过放电池也会导致一系列问题,包括短路、卸电过度和内部化学反应热能释放,这些问题都会导致电池的快速退化。

3. 机械损坏锂离子电池非常脆弱,容易受到物理损害,例如压扁、撞击、弯曲和穿透。

机械损坏会导致电池内部部件短路,从而引发热失控和爆炸的风险。

4. 生产质量锂电池的质量是关键因素之一,包括电池制造过程的质量、原料的质量以及电池的设计。

如果电池生产质量差,会导致电池内部物质反应不均匀,使电池无法稳定工作,进而增加热失控和爆炸风险。

5. 劣质充电器使用劣质的充电器充电可以导致电池内部电化学反应不稳定,从而增加内部反应以及热失控风险,甚至可能导致爆炸和火灾。

这是因为劣质充电器的输出电压和电流可能不稳定或过高,在充电过程中没有正确地监测和控制电池的电压和电流,导致电池的过充或过放。

综上所述,锂电池的安全性是由多种因素共同决定的,包括生产质量、机械损坏、使用过程中的温度控制、充电和放电的控制等因素,目前需要在全球范围内开展更多的研究以提高锂电池的安全性。

锂电池安全性能知识

锂电池安全性能知识

锂电池安全性能知识锂电池作为一种高效、环保的能源存储技术,广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、储能系统等领域。

然而,由于锂电池内部化学反应的复杂性,其在使用和存储过程中可能存在一定的安全隐患。

本文档旨在介绍锂电池的安全性能知识,帮助用户更好地了解和使用锂电池。

一、锂电池的基本原理锂电池是一种以锂为活性物质的电池,其工作原理主要是通过锂离子在正负极之间反复充放电,实现能量的存储与释放。

锂电池的正极材料、负极材料和电解质是影响电池性能和安全性的关键因素。

二、锂电池的安全性能1. 温度管理锂电池在过热或过冷的环境下,其性能和安全性都会受到影响。

因此,在使用和存储锂电池时,应避免高温、高湿和极端温度环境。

通常情况下,锂电池的工作温度范围为0°C至45°C。

2. 过充和过放保护锂电池具有过充和过放保护功能,当电池电压超过设定的截止电压或低于设定的截止电压时,电池会自动停止放电或充电。

然而,在极端情况下,过充和过放仍可能导致电池热失控、内短路等安全隐患。

因此,建议使用具有过充和过放保护功能的电池管理系统(BMS)。

3. 短路保护锂电池在短路情况下,可能导致电池发热、起火甚至爆炸。

为防止短路,电池应避免与金属等导电物质接触,同时在设计和生产过程中,应采取一定的防短路措施。

4. 电池老化锂电池在长期使用过程中,由于电极材料、电解质等的老化,其性能和安全性能会逐渐下降。

因此,应定期检查电池的性能,并在必要时更换电池。

5. 包装和运输锂电池在包装和运输过程中,应遵循相应的国际和国内标准,如国际航空运输协会(IATA)的规定。

包装应采用防静电、防震、防火的材料,并确保电池在运输过程中不受到挤压、撞击等外力作用。

三、使用注意事项1. 请根据设备说明书使用和充电,避免使用非原装充电器和数据线。

2. 不要将电池暴露在高温、高湿或极端温度环境下。

3. 不要让电池受到剧烈撞击、火源等外部因素影响。

4. 不要拆解、改装电池,以免影响电池的安全性能。

锂电池安全隐患排查

锂电池安全隐患排查

锂电池安全隐患排查一、锂电池的基本原理和组成锂电池是一种以锂元素为正极材料的电池,其工作原理是通过正极和负极之间的化学反应,实现电子的流动,从而产生电能。

锂电池的主要组成部分包括正极、负极、电解液和隔膜,正极一般由锂化合物、负极一般由碳材料、电解液一般由有机溶剂和锂盐组成,隔膜一般由聚合物材料组成。

在正常情况下,锂电池工作正常,但一旦发生异常情况,例如过充、过放、外界短路等,就可能会引发锂电池内部的化学反应失控,导致爆炸和火灾。

二、锂电池安全隐患的排查1. 外观检查首先要对锂电池进行外观检查,检查其外壳是否完整,有无凸起或凹陷,有无渗漏等情况。

外壳的完整性和无渗漏是锂电池安全的基本保障,一旦发现锂电池外壳损坏或渗漏,应立即停止使用,并进行专业处理。

2. 充电过程检查在锂电池充电过程中,要注意观察电池的工作状态,充电过程中电池正常发热是正常现象,但若发现电池过热或发生异常,应立即停止充电,并对电池进行检查和处理。

3. 放电过程检查在锂电池放电过程中,同样要注意观察电池的工作状态,放电过程中若发现电池异常发热或工作电压异常,也应立即停止使用,并进行检查。

4. 环境检查锂电池的使用环境也很重要,过高或过低的温度都会影响锂电池的安全性能,应尽量避免在极端温度下使用锂电池。

5. 过充和过放检查过充和过放是导致锂电池安全隐患的主要原因之一,因此要特别注意对锂电池进行过充和过放的排查和防范。

6. 外界短路检查外界短路是导致锂电池失控的另一个重要原因,因此要注意对锂电池的使用环境和外界设备进行检查,避免出现短路情况。

7. 过载和过放检查过载和过放也是导致锂电池安全隐患的常见原因,因此要注意对电池的工作状态进行观察和检查,防止出现过载和过放情况。

8. 充电器和电池匹配检查充电器和电池的匹配性也很重要,不同型号的充电器和电池可能存在不匹配的情况,因此要选择合适的充电器,并保持其良好的工作状态。

9. 锂电池寿命检查锂电池的寿命也是影响其安全性能的重要因素,使用寿命过长的锂电池在某些情况下会引发安全隐患,因此要定期更换锂电池。

锂电池运输火灾事故原因

锂电池运输火灾事故原因

锂电池运输火灾事故原因随着科技的不断发展,锂电池已经广泛应用于各种移动设备和电动车辆中。

然而,由于其特殊的化学特性,一旦发生火灾,可能会造成严重的后果。

近年来,锂电池运输火灾事故时有发生,引起了社会各界的广泛关注。

这些火灾事故不仅给人们的生命和财产造成了严重危害,也对环境造成了不可逆转的损害。

因此,对于锂电池运输火灾事故的原因进行深入分析,有助于加强对锂电池运输安全的管理和监管,提高运输安全意识,减少火灾事故的发生。

一、锂电池特性及运输环境锂电池是一种典型的高能量密度电池,其内部含有锂金属或锂化合物,辅以有机电解质。

由于其高能量密度和轻量化的特点,使得锂电池成为移动设备和电动车辆的理想能源来源。

然而,锂电池也存在一些特殊的危险性,如易燃性、化学反应性和热失控等。

在运输过程中,锂电池容易受到碰撞、挤压和高温等外部因素的影响,导致其短路、过热甚至起火爆炸。

除此之外,锂电池的运输环境也是导致火灾事故的一个重要原因。

由于现代物流运输手段的快速发展,快递、货运和航空运输等方式成为了锂电池大规模运输的主要途径。

然而,这些运输方式本身存在一些安全隐患,如振动、高温、湿度和压力等因素可能对锂电池产生不利影响,使得其发生火灾事故的风险增大。

二、运输安全管理对于锂电池的运输安全管理,既需要从技术上进行控制,又需要从管理上进行规范。

首先,要通过科学合理的包装设计和标识要求,提高锂电池的运输安全性,防止其在运输过程中受到外部环境的损害。

其次,要加强对锂电池运输企业和从业人员的培训和管理,提高其运输安全意识和应急处置能力,确保锂电池在运输过程中得到有效的监控和保护。

在航空运输方面,国际民航组织(ICAO)和国际空运协会(IATA)已经对锂电池的运输规定进行了细化,明确了锂电池的分类、包装要求和分运方式。

同时,一些国家和地区还出台了具体的锂电池运输法规和标准,如欧盟的ADR法规、美国的49CFR法规和中国的民航局相关规定等。

锂电池火灾事故风险有哪些

锂电池火灾事故风险有哪些

锂电池火灾事故风险有哪些随着科技的发展和人们生活水平的提高,锂电池作为一种新型的电池技术,已经广泛应用于移动设备、电动车辆、储能设备等领域。

然而,与其带来的便利和高能量密度相比,锂电池也存在一定的安全隐患,其中最突出的问题就是火灾事故。

本文将从锂电池火灾事故的成因、风险评估和预防措施等方面进行探讨。

一、锂电池火灾事故的成因1. 过度充放电:如果锂电池在充电时过度充电,或者在使用时过度放电,都有可能导致电池内部产生过多的热量,从而引发火灾。

2. 短路:由于外部因素或者电池内部结构问题,锂电池可能发生短路现象,短路会导致电池内部的电解液热化,从而引发火灾。

3. 过热:在使用过程中,锂电池内部的温度如果过高,也会导致电解液热化,增加发生火灾的风险。

4. 物理损伤:锂电池遭受外部碰撞或者挤压等物理损伤,有可能导致电解液泄漏或者内部结构受损,从而增加火灾风险。

综上所述,锂电池火灾事故的成因主要包括过度充放电、短路、过热和物理损伤等方面。

二、锂电池火灾事故的风险评估针对锂电池火灾事故的成因,我们可以对其风险进行评估,以便及时采取预防措施。

一般来说,锂电池火灾的风险评估可以从以下几个方面进行分析:1. 电池类型:不同类型的锂电池具有不同的电化学特性和结构特点,其火灾风险也会不同。

例如,钴酸锂电池的安全性较差,火灾风险较高。

2. 使用环境:锂电池在不同的使用环境下,其火灾风险也会有所不同。

比如,在高温环境下使用锂电池,其过热的风险会增加。

3. 充放电过程:电池在充放电过程中的控制和管理,不同的充电方式和过程管理,都会对火灾风险产生影响。

4. 电池状态:电池的老化程度、使用寿命、损伤情况等因素,都会对其火灾风险产生影响。

5. 监控和管理:采取有效的监控和管理措施,可以及时发现电池的异常情况,从而减少火灾风险。

综上所述,我们可以通过分析电池类型、使用环境、充放电过程、电池状态和监控管理等因素,对锂电池火灾的风险进行评估,进而采取相应的预防措施和应对措施。

锂电池火灾事故危险有哪些

锂电池火灾事故危险有哪些

锂电池火灾事故危险有哪些一、锂电池火灾事故危险的原因1. 电池内部短路电池内部短路是造成锂电池火灾事故的主要原因之一。

锂电池内部由正负两极电极、电解质和隔膜组成,当电池内部的物质或结构出现故障时,就可能导致电极短路,进而引发火灾。

2. 过热锂电池在使用过程中可能会因为过充、过放或者长时间高温使用而引发过热现象,一旦发生过热,电池内部电解液可能气化、膨胀,造成电池壳体膨胀、破裂,甚至引发火灾事故。

3. 外部短路锂电池在使用过程中,接触金属导体、局部短路,或者外部物体刺穿电池外壳,也可能造成电池短路,进而引发火灾。

4. 机械损伤锂电池在运输、存储、装配过程中可能因为受力、碰撞等机械损伤,导致电池内部损坏,进而引发火灾。

以上是锂电池火灾事故危险的主要原因,而随着电子设备的不断普及和电池技术的不断更新,锂电池火灾事故的危险也在不断增加。

二、锂电池火灾事故危险的影响锂电池火灾事故发生后,将会带来较大的影响,主要包括以下几个方面:1. 人身伤害锂电池火灾事故一旦发生,将带来严重的人身伤害风险,由于锂电池在火灾中会释放出有毒气体,人们在火灾中容易中毒、烧伤等伤害。

2. 财产损失锂电池火灾事故不仅会造成设备和物品的损失,还可能引发火灾扩散,对周围环境和设施造成严重损害,导致巨大的财产损失。

3. 环境污染锂电池在火灾中可能会释放出有毒气体和化学物质,对周围环境造成污染,影响空气和水质,带来生态环境的损害。

4. 社会影响锂电池火灾事故一旦发生,将会引起广泛的社会关注和影响,由于现代生活离不开电子设备和锂电池,一旦发生火灾事故,将会对人们的日常生活产生不利影响。

以上是锂电池火灾事故危险的主要影响,可以看出锂电池火灾事故的危险性是非常大的,因此应对和预防措施显得尤为重要。

三、锂电池火灾事故危险的预防措施1. 严格监管政府和行业主管部门应该建立严格的锂电池生产、运输、使用等环节的监管制度,对于不符合标准、质量不合格的产品,应该及时淘汰和处理,避免其对社会带来危害。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

影响锂电池安全因素集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-影响锂电池安全因素锂离子电池作为可靠的能源已经广泛应用于小型电源驱动设备,但由于热稳定性引起的安全问题,其使用在大型电池特别是用于电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的动力锂离子电池方面受到限制。

本文从锂离子电池材料和制作工艺两个方面分析影响锂离子电池安全性能的因素,并进一步分析锂离子电池组安全性的关键问题。

关键词:锂离子电池;安全性能;热稳定性;影响因素等[3]的研究证明:锂离子电池在滥用的条件下有可能达到使铝集流体熔化的高温(>700℃),从而导致电池出现冒烟、着火爆炸、乃至人员受伤等情况。

因此,锂离子电池安全性能方面的研究,对扩大锂离子电池的商品化程度,保证使用过程中人员的安全是非常重要的。

本文从锂离子电池材料和制作工艺两个方面分析影响锂离子电池安全性能的因素,并进一步分析锂离子电池组安全性的关键问题。

1电池材料对锂离子电池安全性能的影响对锂离子电池的安全保护通常采用专门的充电电路来控制充电过程,防止电池过充放,并在电池上设置安全阀和热敏电阻[4]。

这些方法都是在使用过程中通过外部手段来达到对电池的安全保护,防止滥用造成的安全问题,然而要从根本上解决锂离子电池的安全问题,还要从电池材料本身的安全性能出发。

1.1负极材料的安全性目前,商业化的锂离子电池多采用碳材料为负极,在充放电过程中,锂在碳颗粒中嵌入和脱出,从而减少锂枝晶形成的可能,提高电池的安全性,但这并不表示碳负极没有安全性问题。

其影响锂离子电池安全性能因素表现在下列几个方面:(1)嵌锂负极与电解液反应随着温度的升高,嵌锂状态下的碳负极将首先与电解液发生放热反应,且生成易燃气体。

因此,有机溶剂与碳负极不匹配可能使锂离子动力电池发生燃烧。

电解液与嵌入负极中的锂会发生如下反应[5]:2Li+C3H4O3(EC)→Li2CO3+C3H6(1)2Li+C4H6O3(PC)→Li2CO3+C3H6(2)2Li+C3H4O3(DMC)→Li2CO3+C3H6(3)(2)负极中的粘结剂典型的负极包含质量分数为8%~12%的粘结剂,随着负极嵌锂程度的增加其与粘结剂反应的放热量也随之增加,通过XRD分析发现其反应的主要产物为LiF[3]。

MalekiH等[6]报道了LixC6与PVDF的反应热为1.32×103J/g,反应开始时的温度200℃,在287℃时达到最大值。

(3)负极颗粒尺寸负极活性物质颗粒尺寸过小会导致负极电阻过大,颗粒过大在充放电过程中膨胀收缩严重,导致负极失效。

目前,主要的解决方法是将大颗粒和小颗粒按一定比例混合,从而达到降低电极阻抗、增大容量的同时提高循环性能的目的。

ZhangZ[7]用DSC方法研究表明,负极锂含量越大,与电解液反应放出的热量越多。

(4)负极表面SEI膜的质量良好的SEI膜可以降低锂离子电池的不可逆容量,改善循环性能,增加嵌锂稳定性和热稳定性,在一定程度上有利于减少锂离子电池的安全隐患。

目前研究表明,经过表面氧化、还原或掺杂的碳材料以及使用球形或纤维状的碳材料都有助于SEI膜质量的提高[8-11]。

1.2正极材料目前,常见的锂离子电池正极活性材料有LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiN1-xCoxO2、LiFePO4和LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2[12-14]。

研究表明LiMn2O4和LiFePO4的安全性能较好。

正极材料的安全性主要包括热稳定性和过充安全性。

在氧化状态,正极活性物质发生放热分解,并放出氧气,氧与电解液发生放热反应,或者正极活性物质直接与电解液发生反应。

表1列出几种正极活性物质与电解质发生放热反应的温度和分解温度[15]。

从表中可以看出,LiMn2O4的热稳定性最好,放热峰位置高于其它3种活性物质。

很多研究人员针对安全性对不同的正极活性物质进行了研究。

其中J.R.Dahn[16]用TGA 分析了LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4在受热过程中氧的释放量,研究结果表明LiMn2O4氧释放量最小,被认为是最安全的正极活性物质。

H.J.Kweon等[17]研究了表面包覆Al2O3、MgO的LiCoO2在充电时的热稳定性,该方法极大改进了电池的充放电速率,具有很好的安全特性。

LeisingRA等[18]研究了电池在滥用条件下的反应行为,认为当电池以0.5C或以上倍率过充时电池会破裂,证明正极是热源。

钟盛文等[19]对用LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、钴酸锂、锰酸锂的安全性能进行比较,对电池进行热稳定性、过充、短路、穿钉等安全性测试。

结果表明,LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的最高安全温度为165℃,最低爆炸温度175℃,其热稳定性高于钴酸锂低于锰酸锂;LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2可以通过3C、4.8V过充测试,钴酸锂能通过1C、4.8V过充测试,锰酸锂能通过3C、10V过充测试;3种材料均通过短路测试,表面温度为120~123℃;3种材料均通过穿钉测试,表面温度为104,109℃。

1.3电解液电解液包括有机溶剂和无机导电剂,由于有机溶剂易燃,其本身就是影响电池安全性的主要原因。

锂离子电池所用正极材料一般都是高电势的嵌锂化合物,如LiCoO2工作电压高达4.5V,因此要求电解液具有足够的耐氧化稳定性。

在电解液中使用熔点低、沸点高、分解电压高的有机溶剂,是提高锂离子电池表1正极活性物质与电解质反应放热峰和分解温度[15]Table1ExothermicanddecomposedtemperatureofcathodematerialswithelectrolyteCathodematerialsExothermictemperature/℃Decomposedtemperature/℃LiCoO2250230LiNiO2200220LiMn2O4300290LiNi(1-x)CoxO2260~310250~230安全性能的有效途径之一[20]。

不同组分电解液的分解电压不同,例如:EC/DEC(1:1):4.25V,EC/DMC(1:1):5.1V,PC/DEC(1:1):4.35V。

此外,溶剂中的含水量必须进行严格的控制,溶剂的纯度直接影响其氧化电位,从而进一步影响电解液的稳定性。

水在电池的首次充放电过程中会与导电剂LiPF6发生反应,生成HF;而水和HF又会和SEI膜的主要成分ROCO2Li和Li2CO3反应,从而破坏SEI膜的稳定性,降低电池的安全性能[21]。

锂离子电池的安全性能和循环过程中负极材料石墨与电解液作用形成SEI膜的性能有很大关系,良好的SEI膜能降低锂离子电池的不可逆容量,改善循环性能,增加嵌锂稳定性和热稳定性,在一定程度上有利于降低锂离子电池的安全隐患。

而SEI膜的组成中50%来自于导电剂中阴离子的分解,因此导电剂的选择对电池的安全性能至关重要。

目前常用的导电剂主要有LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6等。

表2列出几种常用导电剂的优缺点[22,23]。

目前,商业化的锂离子电池多采用LiPF6为导电剂,但是从表2可以看出,LiPF6也存在着安全隐患,所以目前急需寻找一种安全性能更好的导电剂代替LiPF6。

Li(C4F9SO2)和(CF3SO2)N是目前认为比较好的有机阴离子导电剂[24],其具有较好的电化学稳定性和较高的电导率,且在较高的电位下不腐蚀铝集流体。

电解液添加剂是目前公认的提高锂离子电池安全性的有效手段,通过添加不同的添加剂,可以起到改善SEI膜性能,保护正极活性物质,稳定LiPF6,提高过充安全性以及阻燃等作用[25]。

表3列出几种常见添加剂。

1.4隔膜隔膜在电池中主要有两个作用:其一是隔离正负极防止短路;其二是作为安全装置智能的切断电流。

作为动力锂离子电池的隔膜除了具备一般锂离子电池的特性外,还要求有高的孔隙率(>45%),高安全性表2常见导电剂的优缺点[22,23]和高的热稳定性。

隔膜的安全性和热稳定性是由隔膜本身的性质决定的,主要取决于其遮断温度和破裂温度两个值。

隔膜的遮断温度是指在一定温度下多孔结构的隔膜发生熔化导致微孔结构关闭,内阻迅速增加而阻断电流通过时的温度。

遮断温度过低,即隔膜关闭的起点太低,会影响电池性能的正常发挥;遮断温度过高,则不能及时抑制电池迅速产热的危险。

隔膜的破裂温度高于遮断温度,此时膜发生破坏、熔化,导致正负极直接接触。

从电池安全性角度考虑,膜的遮断温度应该有一个较宽的范围,此时隔膜不会破坏。

因此选择合适的隔膜材料,确定合适的遮断温度和破裂温度是电池设计的一个重要课题。

用于动力锂离子电池的隔膜材料主要有单层的PE和PP膜及复合的PP-PE-PP膜,它们的遮断温度和破裂温度列于表4。

PP-PE-PP复合膜利用低熔点的PE在温度较低的条件下起到闭孔的作用,而PP又能保持隔膜的形状和机械强度防止正负极接触,其安全性比只用单层膜要好。

复合多层隔膜已经成为目前研究开发的热点[26]。

2制造工艺对锂离子电池安全性能的影响锂离子电池的制造工艺可分为圆柱式和叠片式,表4隔膜材料遮断温度、膜破裂温度[27]Table4ShutdowntemperatureandmeltingpointofpolyolefinmembraneMembranesShutdowntemperature/℃Meltingpoint/℃PE130~133139PP156~163162PP-PE-PP134~135165无论是什么结构的锂离子电池,电极制造、电池装配等制造过程都会影响电池的安全性能。

锂离子电池的制造工艺包括:正极和负极混料、涂布、辊压、裁片、焊接极耳、卷绕或层叠、注液、封口、化成等。

其中每一道工序都会影响电池的安全性能。

其中起主要作用的有以下3个方面[28]:(1)正负极容量配比正负极活性物质的配比关系到电池的使用寿命和安全性能,尤其是过充电性能。

正极容量过大将会出现金属锂在负极表面沉积,负极容量过大会导致电池的容量损失。

为了确保电池的安全性,一般原则是考虑正负极的循环特性和过充时负极接受锂的能力,而给出一定的设计冗余。

(2)浆料均匀度控制浆料的均匀度决定了活性物质在电极上分布的均匀性,从而影响电池的安全性。

制浆时间过短,浆料不均匀,电池充放电时会出现负极材料膨胀与收缩比较大的变化,可能出现金属锂的析出;而时间过长,浆料过细会导致电池内阻过大。

(3)涂布质量控制温度和时间是影响涂布质量的因素。

加热温度过低或烘干时间不足会使溶剂残留,粘结剂部分溶解,造成一部分活性物质容易剥离;温度过高可能造成粘结剂结晶化,活性物质脱落形成电池内短路。

另外,涂布的厚度和均一性会影响锂离子在活性物质中的嵌入和脱出。

相关文档
最新文档