浅析锂离子电池重要特性

锂离子电池的重要特点

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，所以锂原子不会与氧气接触，从而防止其爆炸。锂离子电池的这一原理使人们能够实现其高容量密度和安全性。

当锂离子电池充电时，锂原子失去电子并氧化成锂离子。锂离子通过电解液游向负极，进入负极存储单元，获得电子，电子被还原为锂原子。当卸货时，整个过程是相反的。为了防止电池正极和负极直接接触而引起的短路，在电池上加了许多小孔的间隙纸，以防止短路。良好的间隙纸还可以在电池温度过高时，自动封闭细孔，锂离子不能通过，以免浪费功夫，防止危险的攻击。

保障措施

锂离子电池电池过充电压高于4.2v，就会开始出现副用途。压力越大，风险越大。当锂离子电池电压高于4.2v时，留在阴极材料中的锂原子只有不到一半丢失，导致电池永久崩溃。假如电池继续充电，后续的锂金属会在阴极材料的表面积累，因为阳极的存储室现在充满了锂原子。这些锂原子从负极表面向锂离子方向生长出树枝状晶体。这些锂金属的晶体将通过屏障纸，短路阳极和阴极。有时电池在短路开始前就会爆炸。这是因为在过度充电过程中,材料,如电解质分解并出现气体,导致电池壳或压力阀膨胀和打破,让氧气进入和反应的锂原子负表面堆积,导致电池破裂。因此，锂离子电池充电时，必须设置一个电压上限，才能兼顾电池的寿命、容量和安全性。最理想的充电电压上限为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。

在充放电时，除了电压约束外，电流约束也是必要的。当电流过大时，锂离子没有时间进入储层，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。假如电池外壳坏了，它就会爆炸。

因此，锂离子电池的维护，至少要包括:充电电压上限、放电电压下限、电流上限三部分。一般锂离子电池组，除了锂离子电池电池外，还会有一个保养板，保养板重要是供应这三个保养。然而，保养板这三种保养方式显然不是，全球锂离子电池爆炸事件或频率。为了保证电池系统的安全，有必要对电池爆炸的原因进行更细致的分析。