锂离子电池特性是什么

锂离子电池特性

锂是元素周期表上最小最活泼的金属。由于其体积小，容量密度高，深受用户和工程师的喜爱。然而，化学性质过于活泼，带来了很高的风险。当锂暴露于空气中时，它会与氧气发生剧烈的氧化反应。为了提高安全性和电压，科学家们开发了石墨和锂钴氧化物等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构形成了微小的纳米级存储格，可以用来存储锂原子。这样，即使电池外壳破裂，氧气进入，氧分子也太大，无法装入微小的电池中，从而防止锂原子与氧气接触并爆炸。锂离子电池的这一原理使人们获得了它的高容量密度，同时也达到了安全的目的。

当锂离子电池充电时，锂原子失去电子并氧化成锂离子。锂离子通过电解质到达阴极，在那里它们进入阴极电池，获得一个电子，并被还原为锂原子。当卸货时，整个过程是相反的。为了防止电池因正极和负极直接接触而短路，在电池上加了带有许多小孔的隔膜纸以防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时，自动关闭细小的孔，使锂离子不能通过，以免浪费功夫，防止危险的发生。

保护措施

当充电电压超过4.2v时，锂离子电池会开始出现副用途。压力越大，风险越大。当锂离子电池电压高于4.2v时，只有不到一半的锂原子留在正极材料中，电池经常会崩溃，导致电池容量永久性下降。假如电池充电，后续的锂金属会在材料表面堆积，因为负极电池已经充满了锂原子。这些锂原子从阴极表面向锂离子方向生长出树枝状晶体。这些锂晶体将通过隔膜纸，短路阳极和阴极。有时电池在短路发生前就爆炸了。这是因为在过度充电时，电解液等物质会分解出现气体，导致电池外壳或压力阀膨胀和爆裂，让氧气进入，并与积聚在负极表面的锂原子发生反应，导致负极爆炸。因此，锂离子电池充电时，必须设置电压上限，才能兼顾电池的寿命、容量和安全性。充电电压的最优上限为4.2v。

锂离子电池放电也必须有一个较低的电压限制。当电池电压低于2.4v时，部分材料开始损坏。而且由于电池会自放电，电压越长越低，因此，最好不要把放电到2.4V停止。在3.0v至2.4v放电期间，锂离子电池只能释放约3%的容量。因此，3.0v是理想的放电截止电压。

充放电时，除了电压限制外，电流限制也是必要的。当电流过大时，锂离子没有时间进入储存电池，会在材料表面堆积。当这些离子获得电子时，它们会在材料的表面结晶化锂原子，这和充电过量相同危险。假如电池盒坏了，它就会爆炸。

因此，锂离子电池的保护，至少要包括:充电电压上限、放电电压下限、电流上限三部分。一般的锂离子电池组，除了锂离子电池电池外，还会有一个保护板，这个保护板重要是供应这三个保护。然而，三防护板的防护明显不够，锂离子电池爆炸事故仍在世界各地频繁发生。为了保证电池系统的安全，必须更仔细地分析电池爆炸的原因。