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決定正極鋰電池新材料的安全性

2021-12-15 20:07:48

首先,電芯設計中正極材料用量遠遠大于負極材料的容量,會提高熱失控風險。一般的正極材料,鋰離子含量都會大于負極材料離子容量,目的是提高電池的功率特性和循環性。但過多的鋰離子存儲于正極結構中,當外部保護電路失靈,電池發生過充時,容易引發事故。過充,負極材料結構中已經充滿了鋰離子,再沒有位置容納更多。但正極中多余的鋰離子仍然會在外加電壓的驅使下,向負極聚集。造成大量鋰離子在負極表面沉積,形成鋰單質結晶?;顫姷匿噯钨|遇到高溫會劇烈反應;或者單質量過大,則會刺穿隔膜,造成內短路,給電池帶來燃爆風險。

其次,材料的熱穩定溫度越高,說明材料的氧化能力越弱,材料越安全,如下面表格所示,自上而下,越來越安全。正極材料長期浸泡在電解液中,表面的保護膜并不能像負極一樣,起到很好的保護作用。因此,確保正極材料與電解液不發生反應的因素主要依靠正極材料自身的熱穩定性和與電解液的相容性。

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