如何解决大容量锂电池的安全性问题

如何解决大容量锂电池的安全性问题
锂离子电池的安全性问题，并不是外围问题，而是一个基于材料技术的本质问题。

在材料技术上取得突破：
1、选择安全的正极材料，目前的正极有钴酸锂和锰酸锂两种量产的材料产品。

钴酸锂在小电芯方面是很成熟的体系，由于钴酸锂在分子结构方面（LiCo ）的特点：充满电后，仍旧有大量的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果，甚至在正常充放电过程中，也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶。

所以手机电池频频发生爆炸事件，一方面是由于保护电路失效，但更重要的是在材料方面并没有根本的解决问题。

同时钴酸锂的氧化性强，在175 度时就会分解，壳体泄漏，与空气接触，发生燃烧、爆炸。

2、选择锰酸锂材料，在分子结构方面保证了在满电状态，正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中，从根本上避免了枝晶的产生。

同时锰酸锂稳固的结构，使其氧化性能远远低于钴酸锂，分解温度超过钴酸锂100 度，即使由于外力发生内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。

3、选择热关闭性能好的隔膜，隔膜的作用是在隔离电池正负极的同时，允许锂离子的通过。

当温度升高时，在隔膜熔化前进行关闭，从而使内阻上升至2000 欧姆，让内部反应停止下来。

4、防爆阀：当内部压力或温度达到预置的标准时，防爆阀将打开，开始进行卸压，以防止内部气体积累过多，发生形变，最终导致壳体爆裂。

5、保护电路：通常保护电路需起到防止过充电，过放电，超大电流的作用。

主要原理是通过测量每一只电芯的电压和总电流，控制开关电路进行整个回路的关断，在电路的设计上并没有过高的难度。

但保护电路的设计是否合理，可靠性是否足够高，是考验生产厂商的能力。

保护电路是基于大约数十个个电阻、电容，开关MOS 管等电子元器件组成的PCB 电路，各个元器件都存在失效的可能性。

失效的保护电路会出现开路或导通两种状态，当开路时会导致用户不能使用电池组，而导通的状态将会考验电芯抗过充的能力。

文章摘自电池论坛：/thread-210944-1-1.html
电池论坛。