钜大LARGE | 点击量：912次 | 2021年05月14日
锂离子电池电动汽车该如何防爆？
锂离子电池在现代生活中扮演的角色越来越重要，从智能手机再到电动汽车，处处可见锂离子电池的身影，尤其是锂离子电池中不含金属态的锂，可以实现充电功能，因而成为电池商用的主流，但其能量密度和安全性急需提升，那么锂离子电池如何分类？锂离子电池有着什么优势？锂离子电池电动汽车如何防爆？
1、锂离子电池如何分类？
锂离子电池大致分为锂离子电池和锂金属电池，其中锂金属电池最早由GilbertN.Lewis在1912年提出并研究，但由于锂金属化学特性非常活泼，使得锂金属制作及使用对环境要求很高，如容易引发爆炸等安全事故，因而锂金属电池很难被商业应用。
锂离子电池则是到1970年才有埃克森发明制作，由于锂离子电池制作材料可多样化、得以降低制作成本，同时经过多年的安全测试，终于在1991由索尼公司推出首款商用锂离子电池，由此革新了消费电子产品的面貌，并逐步应用到储能电源系统、邮电通讯的不间断电源、电动工具、特种装备、特种航天等新兴领域，尤其是电动汽车领域最为大家所熟悉。
2、锂离子电池技术原理是怎么样的？
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
锂离子电池是一种由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，其中锂金属电池是使用二氧化锰为正极材料，金属锂或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，其放电反应公式为Li+MnO2=LiMnO2；
锂离子电池则是使用锂合金基金属氧化物为正极材料，石墨为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，其充电时正极反应公式为LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)，充电时负极反应公式为6C+XLi++Xe-=LixC6，充电电池总反应公式为LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6；
锂离子电池制作成本重要来自于正极材料、负极材料、隔膜以及电解液四个部分，其中正极材料成本达到了30%，具体如下图所示：
3、锂离子电池优势有什么？
锂离子电池得到广阔的商业应用，源自电池性能好、环境适应性高和绿色环保等因素，其中电池性能好体现在高储能密度，约为铅酸电池的6倍，而其重量却只为铅酸电池的6分之一，且电池循环寿命可达6年以上；其环境适应性高体现在高功率承受力、耐低温适应强和自放电概率低，这就极大的延展电池使用范围和使用领域；其绿色环保则体现在锂离子电池生产、使用报废过程中，不含有也不出现任何铅、汞、镉等有害金属元素和物质；
4、锂离子电池电动汽车如何防爆？
锂离子电池的潜在问题体现在制作成本高昂，高温易爆炸以及充电使用便捷性三个方面，因此，锂离子电池在电动汽车领域应用，必须着眼于解决这些技术难题。
首先，通过全固态锂离子电池技术、不燃烧电池技术、电池防护装置技术的研究，解决锂离子电池高温易爆的问题；其次，通过研发及应用高能量密度电池材料，来降低电池制作成本，如硅、石墨、石墨烯基、石墨烯、复合金属锂电极、无钴高电压、铝石墨双离子电池等；最后，通过锂空气电池和锂氧电池的研究，解决锂离子电池充电便捷性的问题。最成功的锂离子体系之一是镍锰钴（NMC）的阴极组合。与锰酸锂类似，这个体系可以定制用作能量电池或功率电池。例如，中等负载条件下的18650电池中的NMC具有约2,800mAh的容量并且可以供应4A至5A放电电流；同一类型的NMC在针对特定功率进行优化时，容量仅为2,000mAh，但可供应20A的持续放电电流。硅基阳极将达到4000mAh以上，但负载能力降低，循环寿命缩短。添加到石墨中的硅具有缺陷，即阳极随着充电和放电而膨胀和收缩，使得电池机械应力大结构不稳定。
NMC的秘密在于镍和锰的结合。与此类似的是食盐，其中重要成分钠和氯化物本身是有毒的，但将它们混合起来作为调味盐和食品保存剂。镍以其高比能量而闻名，但稳定性差；锰尖晶石结构可以实现低内阻但比能量低。两种活性金属优势互补。NMC是电动工具，电动自行车和其他电动动力系统的首选电池。阴极组合通常是三分之一镍，三分之一锰和三分之一钴，也被称为1-1-1。这供应了一种独特的混合物，由于钴含量降低，也降低了原材料成本。另一个成功的组合是NCM，其中含有5份镍，3份钴和2份锰（5-3-2）。也可以使用其他不同量的阴极材料组合。由于钴的高成本，电池制造商从钴系转向镍阴极。镍基系统比钴基电池具有更高的能量密度，更低的成本和更长的循环寿命，但是它们的电压略低。新型电解质和添加剂可以使单只电池充电至4.4V以上，从而提高电量。
