纯电动汽车的电池寿命:保护措施
防止空气体进入的外壳 。锂电池基本上是包装在封闭的容器中,防止外力破坏 。通常提供不锈钢外壳和铝合金外壳 。例如 , 特斯拉的电动车甚至使用钛合金保护板,以避免汽车使用中电池容器的损坏,尤其是在旅行事故中 。
隔膜保护在避免外部损坏的同时,也需要避免电池内部的损坏 。
正常情况下 , 为了避免电池正负极直接接触造成短路,电池内部会有隔膜,一方面将正负极隔开,另一方面让带电离子通过 。
然而,在锂电池中,隔膜也起着另一种保护作用 。当电池温度过高时,隔膜空间隙会自动闭合,使锂离子无法通过,从而终止整个电池的反应 。然后,它可以避免电池中的电解液由于温度过高而蒸发导致高压和破坏电池密封结构的问题 。
过压保护,不仅需要阻挡空气体,还需要防止金属锂从电极漏出 。
科学家利用电极材料的nano 空间隙和材料的晶格机制 , 将充放电过程中发展变化的锂金属储存并锁定 。
这样,即使电池壳破裂,氧气进入,氧气分子也太大 , 无法进入这些微小的蓄电池,从而防止自燃 。
但是,使用过高的电压或充满电后充电时间过长会对锂电池造成非常危险的损坏 。
如果锂电池的充电电压高于额定电压(大多为4.2V),如果继续充电 , 后续的锂离子会堆积在负极材料的表面,因为负极的储存舱已经充满了锂原子 。因为极化,这些锂离子会通过发展变化变成电子转移 , 通过发展变化变成金属锂,树枝状晶体会从负极表面向锂离子方向生长 。
一方面,这些没有电极保护的锂金属活性极高,容易氧化爆炸 。另一方面,通过发展变化形成的锂晶体会突破隔膜,使正负极短路,导致短路和高温 。在高温下 , 电解液等材料会开裂,产生气体,导致电池外壳或压力阀膨胀爆裂 , 让氧气进入,与负极表面堆积的锂原子发生反应,然后爆炸 。
给锂电池充电时,需要设置电压上限和过充保护 。正规电池厂商生产的锂电池,基本上都配备了这样的保障电路 。电压超标或电量满时自动切断电源 。
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