为什么电池会爆炸?如何降低爆炸事故率

作者:电工吧 日期:2020-09-14 21:20:39 人气: 栏目:市场动态

  有研究机构为了降低电池起火的事故,他们为电池的导电板,即阳极,设计了碳纳米管,可以安全地存储大量锂离子,从而降低起火风险。此外,研究人员还表示,与目前市面上的电池相比,此种具有新型阳极结构的锂电池充电速度也更快。

  材料科学系研究生Juran Noh表示:“我们为锂电池设计了下一代阳极,能够持续产生大电流,还能够让设备充电速度更快。此外,此种新结构可以防止锂在阳极外堆积,因为堆积的锂久而久之会导致电池两极之间的成分意外接触,这也是导致电池爆炸的主要原因之一。”

  当锂电池被使用时,带电粒子会在电池两极之间移动。锂原子释放的电子会从电池的一边移到另一边。当电池处于充电状态时,锂离子和电子会回到原来所在的那一极。

  因此,阳极(含有锂离子的导电体)的性质对电池的性质起着决定性的作用。常用的一种阳极材料是石墨,在石墨阳极中,锂离子被插入到石墨层之间。不过,Noh表示,此种设计限制了阳极可以存储的锂离子数量,甚至在充电时,还需要更多能量将离子从石墨中拉出来。

  此类电池还有一个更危险的问题。有时,锂离子不会均匀地沉积在阳极上,相反,会在阳极表面堆积成块,形成成为树突的树形结构。随着时间的推移,树突会生长,并最终刺破分隔电池两极的材料,从而会导致电池短路,还有可能让设备着火。生长中的树突也会影响电池的性能,因为它会消耗锂离子,使锂离子无法产生电流。

为什么电池会爆炸?如何降低爆炸事故率(图1)

  Noh表示,另一种阳极设计将采用纯锂金属取代石墨。与石墨阳极相比,每单位金属锂阳极所含有的能量密度要高得多。但是,由于也会形成树突,因此也会以同样的方式令电池失效。

  为了解决该问题,研究人员设计了采用高导电轻质材料——碳纳米管制成的阳极。此类碳纳米管支架含有空间或孔,能够让锂离子进入。但是,此类结构不能顺利与锂离子结合。

  因此,研究人员又制作了两个表面化学性质略有不同的碳纳米管阳极,一个带有大量可以与锂离子结合的分子基团,另一个也有相同的分子基团但数量较少。研究人员们利用此类阳极制造了电池,以测试电池是否有形成树突的倾向。

  正如预期的一样,研究人员发现,仅用碳纳米管制成的支架不能很好地与锂离子结合在一起。因此,虽然几乎没有形成树突,但是电池产生大电流的能力也受到了影响。另一反面,分子基团过多的支架会形成很多树突,从而缩短电池的使用寿命。

  不过,分子基团数量合适的碳纳米管阳极可以防止树突的形成。此外,大量的锂离子可以结合在一起,沿着支架表面扩散,从而增强电池持续产生大电流的能力。

  研究人员表示,此种阳极的电流处理能力比商用锂电池高出5倍。而且,该能力对于需要快速充电大电池,如用于电动汽车上的电池非常有用。

标签:

以上电工吧小编收集整理的 为什么电池会爆炸?如何降低爆炸事故率 部分内容来自网络,如有侵权请联系删除
本文地址:http://www.dg8.com.cn/news/7117.html

end
热门标签:
今日推荐
2020中国电动车质量排名前十名有哪些品牌?
2020中国电动车质量排名前十名有哪些品牌?

 2020随着电动车越来越受年轻上班族的喜爱,而骑电动车也成为了一种时尚,电动车作为短距离代步工具,具有环保、经济、不塞车等诸多优势,越来越多的人选择这种低碳环保的出行方式。那么电动车十大排名,都有哪些品牌全面领先行业呢?  第一名:雅迪电动车 ...[详细]

独家专栏
精彩推荐
热门排行