鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:693次 | 2018年10月11日
什么是下一代動(dòng)力電池的希望
蓄電池的軟肋
普通電池在放電時(shí),陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生的電子通過(guò)外部電路導(dǎo)出,以電流的形式被人們利用;電流通過(guò)電路流向陰極,陰極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)。
充電電池和普通電池不一樣之處在于,當(dāng)外部的電壓高于電池所能提供的電壓時(shí),電池內(nèi)部的陽(yáng)極和陰極會(huì)產(chǎn)生于放電時(shí)相反的反應(yīng),即陽(yáng)極物質(zhì)被還原,陰極物質(zhì)被氧化,從而達(dá)到充電的效果。
在電池的電極發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程中,電解液提供了反應(yīng)產(chǎn)生的離子通過(guò)的通道,因此在電池中起到重要的作用。
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一般蓄電池中的電解液,可以使用水溶液或有機(jī)溶劑。但是,當(dāng)蓄電池的種類為鋰離子蓄電池時(shí),由于下列兩個(gè)主要原因,無(wú)法使用水溶液:
1、構(gòu)成電極的主要物質(zhì)(如鋰片等)會(huì)與水反應(yīng)。而這一類的副反應(yīng)如果過(guò)多,會(huì)加速電池容量的衰減;
2、水的理論分解電壓為1.23v,所以以水溶液為電解液體系的蓄電池最高電壓只能達(dá)到2.0v左右(如鉛酸蓄電池)。
因此,目前蓄電池中所使用的電解液,基本上是使用了有機(jī)溶劑。
可是,使用有機(jī)溶劑的蓄電池的最大弱點(diǎn),就是容易燃燒。
目前蓄電池使用的有機(jī)溶劑都具有容易揮發(fā)的特性。在電池因某種原因發(fā)熱時(shí),會(huì)加速有機(jī)溶劑的揮發(fā),揮發(fā)產(chǎn)生的氣體容易燃燒,在滿足某些條件的情況下會(huì)引起爆炸。
這恐怕就是上述各種新能源汽車蓄電池發(fā)生燃燒事故的根源。
換句話說(shuō),如果能找到一種液體,不容易氣化,那么,就可以杜絕電池燃燒事故的發(fā)生。
從另一個(gè)角度我們可以看到:在大型車輛中使用的蓄電池,其發(fā)生故障的可能性是非常高的。
一塊普通電池模塊的規(guī)格為100AH/3.2V,如果用于驅(qū)動(dòng)轎車,驅(qū)動(dòng)電壓約為72-150伏特,大概需要組合20-30個(gè)這樣的電池模塊;而如果用于驅(qū)動(dòng)公交大巴,驅(qū)動(dòng)電壓約為200-500伏特,則需要組合70-170個(gè)這樣的電池模塊!即使每個(gè)電池模塊的合格率高達(dá)99.9%,由170塊電池組成的電池包其整體合格率也只有84%!換句話說(shuō),如果一個(gè)公交車隊(duì)保有100臺(tái)公交大巴,那么其中可能就有十幾臺(tái)是存在電池燃燒事故隱患的!
我們知道,目前人類在常溫下所經(jīng)常接觸到的液體物質(zhì)(不包括液體元素)只有兩種:水(及其溶液)和有機(jī)溶劑。而在上面的敘述中可以想像得到:如果局限于使用由這兩種液體制造的傳統(tǒng)電解液,蓄電池的發(fā)展已經(jīng)遇到了瓶頸。
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