電池存儲選項中的安全性

2020-09-08 03:38

安全是鋰電池的一項成熟設計功能,這是有充分理由的。眾所周知,化學和能量密度使鋰離子電池能夠很好地工作,也使它們易燃,因此,當電池發生故障時,它們常常會造成巨大的危險。

不是所有的鋰化學物質都是一樣的。實際上,大多數美國消費者(不包括電子發燒友)僅對有限範圍的鋰解決方案熟悉。最常見的版本是由氧化鈷,氧化錳和氧化鎳配方製成的。

首先,讓我們退後一步。鋰離子電池是一項較新的創新,僅在過去25年中才出現。在這段時間裡,鋰技術越來越受歡迎,因為事實證明鋰技術在為筆記本電腦和手機等較小的電子設備供電方面具有重要價值。但是,您可能從近年來的幾則新聞中回想起,鋰離子電池也因著火而聞名。直到最近幾年,這才是鋰不常用來製造大型電池組的主要原因之一。

但是後來 磷酸鐵鋰(LiFePO4)。 這種新型的鋰溶液本來就不可燃,同時允許較低的能量密度。 LiFePO4電池不僅更安全,而且與其他鋰化學產品相比,具有許多優勢,尤其是對於可再生能源等高功率應用而言。

在深入探討磷酸鐵鋰的安全功能之前,讓我們首先了解一下鋰電池故障的發生方式。

當電池的電量立即釋放時,或當液體化學物質與外來污染物混合併點燃時,鋰離子電池會爆炸。這通常以三種方式發生:物理損壞,過度充電或電解液擊穿。

例如,如果內部隔板或充電電路損壞或發生故障,則沒有安全屏障可防止電解質合併並引起爆炸性化學反應,從而引起電池包裝破裂,化學漿與氧氣混合併立即點燃所有組件。

鋰電池還有其他幾種爆炸或著火的方法,但最常見的是熱失控情況。不過,通用是一個相對的術語,因為鋰離子電池為市場上的大多數可充電產品供電,並且很少發生大規模召回或安全隱患。

儘管磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池並不是完全新的,但它們剛剛在全球商業市場上獲得了關注。以下是使LiFePO4電池比其他鋰電池解決方案更安全的原因的簡要介紹。

LiFePO4電池以其極高的安全性而著稱,這是化學極其穩定的結果。磷酸鹽電池具有出色的化學和機械結構,不會過熱到不安全的水平。因此,與使用其他陰極材料製成的鋰離子電池相比,提供了更高的安全性。

這是因為LiFePO4的充電狀態和不充電狀態在物理上相似並且非常堅固,這使離子在與充電週期或可能發生的故障同時發生的氧氣通量期間保持穩定。總的來說,磷酸鐵-氧化物鍵比鈷-氧化物鍵更強,因此當電池過充電或遭受物理損壞時,磷酸-氧化物鍵在結構上保持穩定。而在其他鋰化學中,鍵開始分解並釋放出過多的熱量,最終導致熱失控。

磷酸鋰電池不可燃,這是在充電或放電過程中處理不當的重要特徵。它們還可以承受嚴酷的條件,無論是寒冷,酷熱還是崎rough的地形。

當發生危險事件(例如碰撞或短路)時,它們不會爆炸或著火,從而大大減少了造成傷害的可能性。如果您選擇鋰電池並預期在危險或不穩定的環境中使用,LiFePO4可能是您的最佳選擇。

大多數LiFePO4電池還帶有電池管理系統(BMS),該系統具有許多額外的安全功能,包括:過電流,過電壓,欠電壓和過熱保護,並且電池採用防爆不銹鋼外殼。

還值得一提的是,LiFePO4電池無毒,無污染且不含稀土金屬,是環保的選擇。鉛酸和氧化鎳鋰電池具有重大的環境風險(尤其是鉛酸,因為內部化學物質會降低電池組的結構並最終導致洩漏)。與鉛酸電池和其他鋰電池相比,磷酸鐵鋰電池具有明顯的優勢,包括改善的放電和充電效率,更長的使用壽命以及在保持性能的同時進行深循環的能力。 LiFePO4電池通常帶有較高的價格標籤,但是在產品的整個生命週期內,其成本要高得多,維護最少,更換次數很少,這使它們成為值得的投資和更安全的長期解決方案。

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