颁布日期：2019-04-30 点击量：32966
锂离子电池的前世
锂离子电池（Lithium-ion battery）是一种充电电池 ，它重要依附锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池使用一个嵌入的锂化合物作为一个电极资料。目前用作锂离子电池的正极资料重要常见的有：锂钴氧化物（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、镍酸锂（LiNiO2）及磷酸锂铁（LiFePO4）。
最早提出锂离子电池概想的 ，是上世纪七十年代在？松ぷ ，而此刻在宾汉顿大学工作的M.S.Whittingham。他选取硫化钛作为正极资料 ，金属锂作为负极资料 ，造成了首个锂离子电池 ，而安全的风险在这个时辰就已经与锂离子电池如影相随了——单单是在正常大气前提下 ，只有有水和氧的存在 ，锂的火烈脾气就会展露无遗 ，并会随之产生点火葬学反映。
但是 ，也正由于有高度反映性 ，锂元素作为电池的价值才会被难以忽视——因而M.S.Whittingham最终把钻研方向转移到了 ，追求用锂化合物包办金属锂来开释锂离子上。
之后 ，顺着这条钻研路线 ，1982年伊利诺伊理工大学（the Illinois Institute of Technology）的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现了锂离子可能嵌入石墨的个性——这一过程固然同点火反映一样火烈热切 ，但却是可逆的。理论逐步成熟的锂离子电池 ，其安全隐患也是在这时 ，逐步受到人们关注的。
抱着试一试的态度 ，尝试室的幼同伴们起头尝试利用锂离子嵌入石墨的个性 ，造作充电电池 ，最终 ，首个可用的锂离子石墨电极在贝尔尝试室试造成功了——这在人类电池史上但是浓沉的一笔。
时光飞逝 ，转瞬间就到了1985年 ，这一年 ，日本旭化成的吉野彰使用钴酸锂开发出了电池阴极 ，并彻底解除了纯金属锂在电池结构中的存在 ，从而实现了世界上最初贸易化可行的含锂碱性锂离子电池——1991年商用锂离子电池是由索尼成功开发 ，也就毫无意表了——它的实用化 ，使人们的移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的沉量和体积大大减幼 ，并大大耽搁了可持续功夫（对了 ，锂离子电池中还不含有沉金属镉哦 ，与镍镉电池相比 ，它大大削减了对环境的传染）。
锂离子电池的贸易化受到了人们的一致推崇——截至2016年 ，全球锂离子电池产能为28千兆瓦时 ，光中国就贡献了16.4亿千瓦时。
不外 ，时至今日 ，使用锂离子却依然有无可预防的风险存在。
今生——仍旧有安全风险
固然 ，尝试室的幼同伴们成功地把纯正的锂金属从锂离子电池傍边剔除了出去 ，但新的电池架构依然难以脱节锂元素那火烈热切的脾气——重要原因之一是 ，锂电池选取迪胲酸锂正极资料难以利用在耐受穿刺、冲撞和高温、低温等前提等环境 ，同时 ，钴酸锂电池也无法达到急剧充电与齐全预防二次传染等问题 ，因而其安全问题依然会不断地沉回公家的视野——除罢大大幼幼有惊无险的电池爆炸事务表 ，六月的时辰 ，一名CEO还因而失去了性命。
正由于如此 ，锂离子电池的安全问题也一向是厂商和当驹祺沉的课题之一 ，现今的厂商通常城市有设计；さ缏 ，以预防电池过度充电或过度放电 ，从而产生爆炸等危险。
往往锂离子电池的过充电、短路、热冲击和机械冲击等均容易对电池的安全产生影响 ，因而 ，通常情况下 ，锂离子电池除了要满足容量、内阻和凹凸温充放电机能的要求表 ，还必要通过各类安全机能测试 ，能力上市销售。不外上市后出现问题的紧脊刭回也不断会有产生——也是不久前 ，因部门笔记本电脑的电池存在安全隐患 ，市场监管总局就要求戴尔和三星召回一批有问题的笔记本电池。
凭据颁布的情况来看 ，三星将召回部门2012年12月至2013年7月期间造作的三星笔记本电脑建设的电池约9000个 ，而戴尔则将召回部门2012年11月到2014年4月期间造作的戴尔笔记本电脑电池约数量为28000个。
近20年来 ，列国产学界一向都在投入无数的研发人力与资源 ，去寻找可能取代或解决LiCoO2安全问题的新资料——电池一向都这么危险吗？
那怎么办呢？好怕怕
是的 ，电池一向都这么危险——之所以你会对它产生“人畜无害”的印象 ，往往是由于厂商的安全措施做的足够丰硕 ，使它即便出问题也很难伤到用户——对于出产厂商而言 ，安全性问题能在设计环节就解决天然是最好的。
由于锂离子电池存在较多的安全隐患 ，因而 ，电池在设计时就必须选取一些特殊的措施以确保安全 ，目前选取较多的结构设计是选取可热封关的隔阂、串联正温度系数电阻以及选取防爆盖帽。
热封关隔阂
当电池由于针刺或挤压等造成很大的电流通过电池 ，造成电池温度上升时 ，电池内部的多孔隔阂就会迅速软化 ，由于电池卷芯较紧 ，受到挤压的隔阂就会因其多孔结构的相互粘连 ，而形成一种险些齐全封关的结构 ，并终场离子的传输并终止化学反映 ，达到电流被迅速堵截的主张。安全机能达标的电池 ，往往会在这个环节就阻止温度的进一步上升 ，并使电池不再产生危险。蹬宗为电池加个；つ ，电池被戳破 ，能够迅速添补并断电 ，预防爆炸。
但不达标的产品 ，就有可能在这一步由于隔阂在升温时没有形成较好的封关结构 ，或者受力不均匀引发的收缩变形 ，从而造成电池的内部由于短路而产生危险。
正温度系数电阻(PTC)
另表 ，利用电阻升温阻值升高的道理所设计的保险措施 ，也同样极度有效——当电池产生过充或者表部短路时 ，大量的电流会使电池所串联的正温度系数电阻升温 ，从而导致电阻发热、升高阻值 ，并因而降低流过电池的电流 ，以保险电池的安全。相当于增长一个电阻守卫 ，过充或短路→电流大→发热→电阻提高→降低电流→保障安全。
安全阀
除了以上两种比力通例的解决法子表 ，还有一种脑洞大开的安全措施也同样是现今厂商所乐于使用的。电池过充后 ，受热后电解液汽化和电解液分化产生气体 ，都有可能造成电池内部气压的骤然增长 ，从而导致电池的爆炸。防爆阀或防爆膜正是为此而设计的 ，它们会实时分裂 ，开释电池的内压 ，从而保险用户的财富和人身安全——安全阀知路电池过充“生气了” ，先引爆自己让电池“泄气” ，保障安全。
提高电池安全的化学步骤
此表 ，可聚合的增长剂、电压敏感隔阂、氧化还原电对、阻燃增长剂等化学步骤也同样是厂商所时时选取的安全措施。
我们自己能够做什么？
不外 ，终于像笔记本这样的电子产品 ，是存在不合格的漏网之鱼的 ，那么 ，作为消费者 ，我们都有什么法子来预防危险的产生呢？
第一 ，充电时不得高于最大充电电压 ，放电时不得低于最幼工作电压。无论任何功夫锂离子电池都必须维持最幼工作电压以上 ， 低电压的过放或自放电反映会导致锂离子活性物质分化粉碎 ，并且不愿定能够还原——换句话说 ，最好不要把变压器混用。
第二 ，锂离子电池任何大局的过充都可能会导致电池机能受到严沉粉碎 ，甚至爆炸 ，因而在充电过程中要尽量预防对电池产生过充。
第三 ，预防高温 ，有缩短寿命、引发爆炸的风险——已经推荐笔记本电脑拔除锂离子电池的原因就是这个 ，以免受到电脑产热的影响（不外此刻笔记本电脑电池根基都内置在了机身内 ，这一做法天然也就不拥有可行性了） ，但是 ，高温热源还是要远离的 ，像冬天供暖的“幼太阳” ，显然就是笔记本应该远离的对象。
第四 ，预防冻结 ，若是表出要去气象比力寒冷的处所 ，若是自己的笔记本或是其它电子产品不是有特殊针对环境的；さ幕 ，思考到可能会有产品质量的问题 ，还是不要带了（不外无数锂离子电池电解质溶液的冰点在-40℃ ，并且产品质量有保险的话 ，还是不会有问题的）。
总而言之 ，固然我们处在一个科技大发作 ，有各类电子产品改善生涯的时期里 ，但是过于依赖电子产品而不加筛选和防备却并不是功德 ，锂离子电池就是一个活生生的例子——用好了 ，它能很好地改善2121非凡生涯环境 ，扩大2121非凡活动领域和工作效能 ，反之 ，它也可能会带来财富和损失和安全威胁——没有人想产生这所有 ，所以 ，幼心点总是没有错滴。