鉅大LARGE | 點擊量：943次 | 2021年05月14日
鋰離子電池電動汽車該如何防爆？
鋰離子電池在現(xiàn)代生活中扮演的角色越來越重要，從智能手機再到電動汽車，處處可見鋰離子電池的身影，尤其是鋰離子電池中不含金屬態(tài)的鋰，可以實現(xiàn)充電功能，因而成為電池商用的主流，但其能量密度和安全性急需提升，那么鋰離子電池如何分類？鋰離子電池有著什么優(yōu)勢？鋰離子電池電動汽車如何防爆？
1、鋰離子電池如何分類？
鋰離子電池大致分為鋰離子電池和鋰金屬電池，其中鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis在1912年提出并研究，但由于鋰金屬化學特性非常活潑，使得鋰金屬制作及使用對環(huán)境要求很高，如容易引發(fā)爆炸等安全事故，因而鋰金屬電池很難被商業(yè)應用。
鋰離子電池則是到1970年才有埃克森發(fā)明制作，由于鋰離子電池制作材料可多樣化、得以降低制作成本，同時經過多年的安全測試，終于在1991由索尼公司推出首款商用鋰離子電池，由此革新了消費電子產品的面貌，并逐步應用到儲能電源系統(tǒng)、郵電通訊的不間斷電源、電動工具、特種裝備、特種航天等新興領域，尤其是電動汽車領域最為大家所熟悉。
2、鋰離子電池技術原理是怎么樣的？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池是一種由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池，其中鋰金屬電池是使用二氧化錳為正極材料，金屬鋰或鋰合金為負極材料，使用非水電解質溶液的電池，其放電反應公式為Li+MnO2=LiMnO2；
鋰離子電池則是使用鋰合金基金屬氧化物為正極材料，石墨為負極材料，使用非水電解質溶液的電池，其充電時正極反應公式為LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)，充電時負極反應公式為6C+XLi++Xe-=LixC6，充電電池總反應公式為LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6；
鋰離子電池制作成本重要來自于正極材料、負極材料、隔膜以及電解液四個部分，其中正極材料成本達到了30%，具體如下圖所示：
3、鋰離子電池優(yōu)勢有什么？
鋰離子電池得到廣闊的商業(yè)應用，源自電池性能好、環(huán)境適應性高和綠色環(huán)保等因素，其中電池性能好體現(xiàn)在高儲能密度，約為鉛酸電池的6倍，而其重量卻只為鉛酸電池的6分之一，且電池循環(huán)壽命可達6年以上；其環(huán)境適應性高體現(xiàn)在高功率承受力、耐低溫適應強和自放電概率低，這就極大的延展電池使用范圍和使用領域；其綠色環(huán)保則體現(xiàn)在鋰離子電池生產、使用報廢過程中，不含有也不出現(xiàn)任何鉛、汞、鎘等有害金屬元素和物質；
4、鋰離子電池電動汽車如何防爆？
鋰離子電池的潛在問題體現(xiàn)在制作成本高昂，高溫易爆炸以及充電使用便捷性三個方面，因此，鋰離子電池在電動汽車領域應用，必須著眼于解決這些技術難題。
首先，通過全固態(tài)鋰離子電池技術、不燃燒電池技術、電池防護裝置技術的研究，解決鋰離子電池高溫易爆的問題；其次，通過研發(fā)及應用高能量密度電池材料，來降低電池制作成本，如硅、石墨、石墨烯基、石墨烯、復合金屬鋰電極、無鈷高電壓、鋁石墨雙離子電池等；最后，通過鋰空氣電池和鋰氧電池的研究，解決鋰離子電池充電便捷性的問題。最成功的鋰離子體系之一是鎳錳鈷（NMC）的陰極組合。與錳酸鋰類似，這個體系可以定制用作能量電池或功率電池。例如，中等負載條件下的18650電池中的NMC具有約2,800mAh的容量并且可以供應4A至5A放電電流；同一類型的NMC在針對特定功率進行優(yōu)化時，容量僅為2,000mAh，但可供應20A的持續(xù)放電電流。硅基陽極將達到4000mAh以上，但負載能力降低，循環(huán)壽命縮短。添加到石墨中的硅具有缺陷，即陽極隨著充電和放電而膨脹和收縮，使得電池機械應力大結構不穩(wěn)定。
NMC的秘密在于鎳和錳的結合。與此類似的是食鹽，其中重要成分鈉和氯化物本身是有毒的，但將它們混合起來作為調味鹽和食品保存劑。鎳以其高比能量而聞名，但穩(wěn)定性差；錳尖晶石結構可以實現(xiàn)低內阻但比能量低。兩種活性金屬優(yōu)勢互補。NMC是電動工具，電動自行車和其他電動動力系統(tǒng)的首選電池。陰極組合通常是三分之一鎳，三分之一錳和三分之一鈷，也被稱為1-1-1。這供應了一種獨特的混合物，由于鈷含量降低，也降低了原材料成本。另一個成功的組合是NCM，其中含有5份鎳，3份鈷和2份錳（5-3-2）。也可以使用其他不同量的陰極材料組合。由于鈷的高成本，電池制造商從鈷系轉向鎳陰極。鎳基系統(tǒng)比鈷基電池具有更高的能量密度，更低的成本和更長的循環(huán)壽命，但是它們的電壓略低。新型電解質和添加劑可以使單只電池充電至4.4V以上，從而提高電量。
