Vergleich der Sicherheit von Lithiumbatterien mit unterschiedlichen Strukturen

Ausgehend von der gängigen Technologie der derzeit verwendeten lithium-ionen-batterien gibt es hauptsächlich verschiedene Arten von Lithium-Cobaltat, Lithium-Manganat, Lithium-Eisen-Phosphat und Polymeren, und ihre unterschiedlichen Materialien und strukturellen Eigenschaften können die Technologie und Verwendung der Batterievorbereitung beeinflussen, wodurch die Sicherheit mit sich kommt es.

1. Lithium-Cobaltat-Batterie: Das größte Merkmal bei der Vorbereitung ist, dass nach dem vollständigen Laden eine große Menge an Lithiumionen in der positiven Elektrode verbleibt. Das heißt, die negative Elektrode nimmt nicht mehr Lithiumionen auf, die an der positiven Elektrode haften, aber im überladenen Zustand schwimmen überschüssige Lithiumionen auf der positiven Elektrode immer noch in Richtung der negativen Elektrode, und Metall kann auf der negativen Elektrode gebildet werden, weil es kann nicht vollständig untergebracht werden. Lithium, da dieses Metalllithium ein dendritischer Kristall ist, wird Dendriten genannt, und einmal gebildete Dendriten bieten die Möglichkeit, die Membran zu durchdringen. Durch das Durchstechen der Membran entsteht ein interner Kurzschluss. Da der Hauptbestandteil des Elektrolyten Carbonat ist, sind Blitz und Siedepunkt niedrig, so dass er bei höheren Temperaturen brennt oder sogar explodiert. Die Kontrolle der Bildung von Lithiumdendriten ist bei lithiumbatterien mit geringer Kapazität relativ einfach. Daher sind Lithium-Kobaltoxid-Batterien derzeit auf Batterien mit geringer Kapazität wie tragbare elektronische Geräte beschränkt und können nicht für Leistungsbatterien verwendet werden.

2. Die Polymer-Lithium-Batterie: In der tatsächlich verfügbaren theoretischen spezifischen Energie ist die Energie im Vergleich zur Lithium-Kobaltoxid-Batterie stark verbessert, kann eine höhere Kapazität spielen, aber in Bezug auf Materialien verwendet die Polymer-Batterie auch Kobalt-Säure-Lithium und organische Elektrolyte Sicherheitsfragen nicht grundsätzlich ansprechen. Wenn die Batterie kurzgeschlossen wird, erzeugt sie aus Sicht der Verwendung einen übermäßigen Strom. Der Elektrolyt der Polymer-Lithium-Batterie ist kolloidal und nicht leicht zu lecken, wodurch die Möglichkeit eines Flüssigkeitslecks ausgeschlossen wird, jedoch eine intensivere Verbrennung verursacht wird. Daher ist die Selbstentzündung die größte versteckte Gefahr von Polymerlithiumbatterien.

3. Lithium-Manganat-Batterie: Das Material der Lithium-Manganat-Batterie hat bestimmte Vorteile. Es kann sichergestellt werden, dass das Lithiumion der positiven Elektrode unter voller Ladung vollständig in das Kohlenstoffloch der negativen Elektrode eingebettet werden kann, anstatt wie das Lithiumkobaltat zu sein. Es gibt einen bestimmten Rückstand, der die Bildung von Dendriten grundsätzlich vermeidet. Dies wird theoretisch verstanden. Wenn die Lithium-Manganat-Batterie während des Herstellungsprozesses einer starken äußeren Kraft ausgesetzt ist oder die Verarbeitung beeinträchtigt, können sich die Lithium-Ionen während des Lade- und Entladezyklus schnell bewegen. Dendriten werden in dem Fall gebildet, in dem die negative Elektrode keinen vollständigen Lithiumionenempfang aufweist. Um diese Konsequenz zu vermeiden, wird die Batterie im Werk getestet. Kurz gesagt, eine qualifizierte Lithium-Manganoxid-Batterie verursacht im Allgemeinen keinen Sicherheitsunfall. Da die Oxidationsleistung von Lithiummanganat aufgrund seiner stabilen Struktur viel geringer ist als die von Lithiumcobaltat, kann es die Ausfällung von Metalllithium verhindern, um Verbrennung und Explosion zu verursachen, selbst wenn es äußerlich kurzgeschlossen ist (kein interner Kurzschluss).

Viertens Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie: Dies ist eine ideale Power-Batterie, die für Elektrowerkzeuge und Elektroautos verwendet werden kann. Die theoretische Kapazität von Lithium-Eisenphosphat beträgt 170 mAh / g, die tatsächliche Kapazität des Materials beträgt 160 mAh / g. In Bezug auf die Sicherheit ist Lithiumeisenphosphat thermisch stabil und hoch, und der Elektrolyt hat eine geringe Oxidationsfähigkeit, so dass die Sicherheit hoch ist; Der Mangel besteht jedoch darin, dass die Leitfähigkeit gering ist und die Modifikationstechnologie verbessert werden muss. Infolgedessen ist das Volumen zu groß und der Elektrolyt wird in großer Menge verwendet. Darüber hinaus ist die Lithiumeisenphosphat-Technologie aufgrund der großen Kapazität und der schlechten Batteriekonsistenz noch im Gange.

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