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電動汽車電池防護措施
發布時間:2016/10/20      瀏覽:1177

外殼防護,為了防止空氣進入,鋰電池都被封裝在密閉容器沖,并為了防止外力破壞通常配以不銹鋼外殼和鋁合金外殼。例如,特斯拉的電動汽車,甚至采用了鈦合金防護板,以防止汽車使用中,尤其是交通事故中對電池容器的損傷。

隔膜阻斷保護,在防止外力破壞的同時,還要防止來自電池內部產生的破壞。

通常為了防止電池的正負極直接碰觸而短路,電池內會有一層隔膜,一方面將正負極隔開,一方面又允許帶電離子通過。

然而,在鋰電池中,隔膜還承擔著另一項防護職能。在電池溫度過高時,隔膜空隙會自動關閉,讓鋰離子無法穿越,從而終止整個電池的反應。從而防止了電池由于溫度過高,使得其中的電解液氣化產生高壓,破壞電池密封結構的問題。

過充電壓防護,不僅空氣要被阻隔在外,還要防止金屬鋰從電極中外泄。

科學家們通過電極材料的納米空隙和材料晶格機制,來存放和鎖住在充放電中形成的金屬鋰。

這樣一來,即使是電池外殼破裂,氧氣進入,也會因氧分子太大進不了這些細小的儲存格,而避免自燃的產生。

然而,用過高的電壓或充滿后繼續過長時間的充電,會對鋰電池產生十分危險的損害。

鋰電池充電電壓在高于額定電壓(一般是4.2V)后,如果繼續充電,由于負極的儲存格已經裝滿了鋰原子,后續的鋰離子會堆積于負極材料表面。這些鋰離子由于極化作用,會形成電子轉移,形成金屬鋰,并由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結晶。

這些沒有電極防護的金屬鋰一方面極為活潑,容易發生氧化反應而發生爆炸。另一方面,形成的金屬鋰結晶會穿破隔膜,使正負極短路,從而引發短路,產生高溫。在高溫下,電解液等材料會裂解產生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進入,并與堆積在負極表面的鋰原子反應,進而發生爆炸。

鋰電池充電時,一定要設定電壓上限和過充保護。在正規電池廠家出產的鋰電池中,都裝有這樣的保護電路。當電壓超標或電量充滿時自動斷電。

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