MASTERVOLT锂电池的安全

锂离子电池有许多变化。NCA的优点是高特异性功率的繁荣加速度和长寿命。与其他锂离子系统相比,底片成本高,安全性差。图2概述了蜘蛛网中电池的六个最重要的特性。

图2:NCA网快照

NCA提供高能量和高能量,以及长寿命。增加的制造成本和较低的安全系数是消极因素。

电力系统的电池需要高负荷和长寿命,而NMC是另一个流行的锂离子系统。NMC代表镍锰钴,也用于电动自行车,电动工具,军事和医疗设备。阴极由三分之一镍、三分之一锰和三分之一钴组成。由于钴含量降低,这种独特的混合物降低了原料成本。图3展示了NMC的特点。

图2:NMC的快照

NMC具有良好的整体性能和在特定能量方面的优势。典型的应用是电力系统和便携式设备。NMC的自热速率最低。

另一个很流行的锂离子系统是磷酸锂 ₄ )。它的优点在于寿命长、安全性好,但缺乏特定的能量.另一个折衷是,低标称电压为3.3V/电池,而不是其他锂离子系统通常的3.6V/电池。图4概述了磷酸盐的属性。

图4:典型磷酸盐电池的快照

磷酸脂具有极好的安全性,寿命长,但能提供中等的能量和更高的自我释放。

锂离子有了很大的改善。1994年,一个18650细胞的容量为1,100Mah,制造成本超过10美元。2001年,价格下降到2美元,产能上升到1900马赫。今天,高能量密集的18650个细胞提供了超过3000Mah,成本进一步下降。然而,这并非没有妥协。较新的细胞比旧的细胞更敏感,这可能会影响循环计数。

瑞士一家高档电动车制造商对旧电池和新电池进行了比较。他们使用松下和lg化学的NMC18650细胞。早期版本的电池管理系统显示有1,000个周期后,提供了2AA和80%。接下来是2.2ANMC,在1000个周期之后,容量下降到70%。今天使用的3aNMC在1000个周期后下降到60%。值得注意的是,新细胞的最终容量比旧细胞要高;3a细胞在下降60%后保留了1.8a,而2a细胞在下降20%后只保留了1.6a。

EV电池必须有八年的保修期。为了达到这个目的,新电池只能充电到80%,放电到30%。随着电池的老化,电池的容量逐渐减少,从而逐渐增加充电带宽以保持可重复的驾驶范围。随着最终的全带宽到位,电池将受到更多的压力,反映在性能的更快下降和练习范围的缩减。

低温使所有电池的性能下降.寒冷也使充电更加困难,尤其是对锂离子。充电是更微妙的放电;在同样的条件下,在低温下使用电池的能力并不自动允许充电。低温下的无车充电会对电池造成永久性的损害。

锂离子不应在零度C(32华氏度)以下充电。一些电池制造商允许充电降到-10°C(14°F),将充电电流降至电池额定值的十分之一,或0.1C,空电池充电需要12-15小时。在低温下充电太快可能会导致树突生长,但制造商说不应该损害电池的安全。

当电池完全充电时,电池的压力最高为4.20V/电池。在冷温度充电时,保持较低的电压也能保护电池,因此,有些电源机相应地限制了电压和电流。许多电动汽车电池都有一个加热毯,以在低温充电时保护电池。从电网可以获得加热毯子的能量.

电动汽车所有者需要超高速充电和技术可以这样做。快速充电虽然方便,但对电池有害。如果可能的话,避免充电时间小于90分钟。机上空间管理处保存有压力的电池事件的记录,历史数据可以与担保索赔相对抗。这是欧洲一家大型电动汽车制造商在伦敦最近举行的电动汽车电池会议上提出的超高速充电问题的回应。

安全是另一个关切,但这适用于所有电池。2006年,每20万人中就有1/20万人的失败引发了近600万人的锂离子电池的召回。这些电池的制造商索尼说,在极少数情况下,微小的金属微粒可能会与电池的其他部件接触,导致电路短路,而不是会引起火焰排放。

锂离子有所改善,失败率降至1/1,000万。这是令人放心的,但是1000万分之一的公式可能导致200个细胞在特斯拉计划消费的20亿细胞中失败。故障率很可能进一步下降,但在一个地方储存数吨电池时要谨慎。与电池制造商和仓库储存电池火灾是常见的。

当电池暴露在恶劣的环境条件下时,人们对过早老化的情况知之甚少。内部短路和快速拆卸令人担忧,这是一个任何安全电路都无法阻止的事件。故障发生在电池内部,电池必须烧毁.

在1970年代早期,  国家运输安全委员会 报道说,每年都有几起涉及当时的新镍镉的电池事故。重新设计最终使NCD变得安全,这也将发生在锂离子上。

空运电池仍然令人关切。航空运输中可包括多少金属锂(或相当于金属锂),对此有规定。有些内容可能会未经注册  阿拉伯联合酋长国民用航空管理局 据合理确定,UPS747-400货轮上的火灾是由锂电池引起的。2010年9月nt,这架飞机在飞往德国科隆的飞行大约一个小时后在迪拜沙漠坠毁。

正在开发新的航空货物集装箱,并用可经得起大火长达四小时的材料进行测试。这将使大多数航班做好紧急降落的准备。这些航空货运集装箱的防火面板由纤维强化塑料复合材料组成,这些复合材料通过剥夺火焰的氧气来扑灭火焰。

在客舱里发生火灾比在货舱里发生火灾要容易得多,而且自2008年1月n以来,人们再也不能在托运行李里装多余的锂电池了。航空公司允许在有灭火器的地方携带灭火器。在一次事件中,一个咖啡壶作为燃烧的笔记本电脑电池的灭火装置。旅行者会注意到有多少电池可以用便携式设备和备件携带在船上。这还包括初级锂电池,最大测量量克为:

• 2克锂电池。如今很少有消费品使用这些原电池。
• 一次性锂离子8克。相当于100小时的电池(笔记本电脑大约60小时)
• 25克所有锂离子组合。这相当于300小时的锂离子电池。

当锂离子被仔细检查安全性时,其他化学品也会出现问题。镍和铅基电池也会引起火灾,一些电池正在被召回。失效的原因是由于老化、装卸粗糙、振动过大和高温导致的分离器缺陷。

调查了19年来记录的113起空中运输电池的事件,发现大多数故障是由于包装或处理不当造成的。主要原因是电池包装损坏和因包装疏忽导致的电器短缺。大多数事件发生在机场或货运中心。问题电池包括含有锂金属的初级锂,以及铅、镍和碱性系统,而不仅仅是锂离子。如今,现代消费品中涉及锂离子电池的故障很少。