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决定正极锂电池新材料的安全性

2021-12-15 20:07:48

首先,电芯设计中正极材料用量远远大于负极材料的容量,会提高热失控风险。一般的正极材料,锂离子含量都会大于负极材料离子容量,目的是提高电池的功率特性和循环性。但过多的锂离子存储于正极结构中,当外部保护电路失灵,电池发生过充时,容易引发事故。过充,负极材料结构中已经充满了锂离子,再没有位置容纳更多。但正极中多余的锂离子仍然会在外加电压的驱使下,向负极聚集。造成大量锂离子在负极表面沉积,形成锂单质结晶。活泼的锂单质遇到高温会剧烈反应;或者单质量过大,则会刺穿隔膜,造成内短路,给电池带来燃爆风险。

其次,材料的热稳定温度越高,说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,越来越安全。正极材料长期浸泡在电解液中,表面的保护膜并不能像负极一样,起到很好的保护作用。因此,确保正极材料与电解液不发生反应的因素主要依靠正极材料自身的热稳定性和与电解液的相容性。

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