电池存储选项中的安全性

2020-09-08 03:38

安全是锂电池的一项成熟设计功能,这是有充分理由的。众所周知,化学和能量密度使锂离子电池能够很好地工作,也使它们易燃,因此,当电池发生故障时,它们常常会造成巨大的危险。

不是所有的锂化学物质都是一样的。实际上,大多数美国消费者(不包括电子发烧友)仅对有限范围的锂解决方案熟悉。最常见的版本是由氧化钴,氧化锰和氧化镍配方制成的。

首先,让我们退后一步。锂离子电池是一项较新的创新,仅在过去25年中才出现。在这段时间里,锂技术越来越受欢迎,因为事实证明锂技术在为笔记本电脑和手机等较小的电子设备供电方面具有重要价值。但是,您可能从近年来的几则新闻中回想起,锂离子电池也因着火而闻名。直到最近几年,这才是锂不常用来制造大型电池组的主要原因之一。

但是后来 磷酸铁锂(LiFePO4)。 这种新型的锂溶液本来就不可燃,同时允许较低的能量密度。 LiFePO4电池不仅更安全,而且与其他锂化学产品相比,具有许多优势,尤其是对于可再生能源等高功率应用而言。

在深入探讨磷酸铁锂的安全功能之前,让我们首先了解一下锂电池故障的发生方式。

当电池的电量立即释放时,或当液体化学物质与外来污染物混合并点燃时,锂离子电池会爆炸。这通常以三种方式发生:物理损坏,过度充电或电解液击穿。

例如,如果内部隔板或充电电路损坏或发生故障,则没有安全屏障可防止电解质合并并引起爆炸性化学反应,从而引起电池包装破裂,化学浆与氧气混合并立即点燃所有组件。

锂电池还有其他几种爆炸或着火的方法,但最常见的是热失控情况。不过,通用是一个相对的术语,因为锂离子电池为市场上的大多数可充电产品供电,并且很少发生大规模召回或安全隐患。

尽管磷酸铁锂(LiFePO4)电池并不是完全新的,但它们刚刚在全球商业市场上获得了关注。以下是使LiFePO4电池比其他锂电池解决方案更安全的原因的简要介绍。

LiFePO4电池以其极高的安全性而著称,这是化学极其稳定的结果。磷酸盐电池具有出色的化学和机械结构,不会过热到不安全的水平。因此,与使用其他阴极材料制成的锂离子电池相比,提供了更高的安全性。

这是因为LiFePO4的充电状态和不充电状态在物理上相似并且非常坚固,这使离子在与充电周期或可能发生的故障同时发生的氧气通量期间保持稳定。总的来说,磷酸铁-氧化物键比钴-氧化物键更强,因此当电池过充电或遭受物理损坏时,磷酸-氧化物键在结构上保持稳定。而在其他锂化学中,键开始分解并释放出过多的热量,最终导致热失控。

磷酸锂电池不可燃,这是在充电或放电过程中处理不当的重要特征。它们还可以承受严酷的条件,无论是寒冷,酷热还是崎rough的地形。

当发生危险事件(例如碰撞或短路)时,它们不会爆炸或着火,从而大大减少了造成伤害的可能性。如果您选择锂电池并预期在危险或不稳定的环境中使用,LiFePO4可能是您的最佳选择。

大多数LiFePO4电池还带有电池管理系统(BMS),该系统具有许多额外的安全功能,包括:过电流,过电压,欠电压和过热保护,并且电池采用防爆不锈钢外壳。

还值得一提的是,LiFePO4电池无毒,无污染且不含稀土金属,是环保的选择。铅酸和氧化镍锂电池具有重大的环境风险(尤其是铅酸,因为内部化学物质会降低电池组的结构并最终导致泄漏)。与铅酸电池和其他锂电池相比,磷酸铁锂电池具有明显的优势,包括改善的放电和充电效率,更长的使用寿命以及在保持性能的同时进行深循环的能力。 LiFePO4电池通常带有较高的价格标签,但是在产品的整个生命周期内,其成本要高得多,维护最少,更换次数很少,这使它们成为值得的投资和更安全的长期解决方案。

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