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鋰電池的安全設計
來源:www.aspiranteamissdivina.com 發布時間:2019年06月04日

鋰電池的生產離不開鋰這個元素,鋰元素是化學周期表上直徑最小也最為活潑的金屬。體積小且容量密度高,廣受工程師的歡迎。不過,其化學特性太活潑,也帶來了很高的危險性。鋰金屬暴露在空氣中時,會和氧氣發生激烈的氧化反應而爆炸。

所以為了提升安全性與電壓,科學家們發明了用石墨還有鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結構,形成了納米等級的細小儲存格子,能用來儲存鋰原子。這樣一來,就算是電池外殼破裂,氧氣進入,也會因為氧分子太大,進入不了這些細小的儲存格,這樣鋰原子就不會和氧氣接觸而避免發生爆炸。

鋰電池的這種原理,讓人們在獲得其高容量密度的同時,也能達到安全的目的。 鋰離子電池充電時,正極的鋰原子會喪失電子,氧化為鋰離子。鋰離子經由電解液游到負極去,進入負極的儲存格,并獲得一個電子,還原為鋰原子。
放電時,整個程序就倒過來。為了避免電池的正負極直接碰觸而出現短路,鋰電池內會再加上一種擁有眾多細孔的隔膜紙,來預防短路。好的隔膜紙還能在電池溫度過高時,自動關閉細孔,使得鋰離子無法穿越,進而避免危險的發生。

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