最近在 雅虎知識+ 上,看到一大堆錯誤又似是而非的答案 鋰電池,這個我們每天都在用的東西,到底是啥玩意兒呢?
鋰電池,其實正確的名稱應該為 "鋰離子二次電池" ,其重點在 "鋰離子" 的部份,顧名思義,他是應用鋰離子的效應的一種二次電池
我們先來解說一下專有名詞
一次電池(一次性電池) - 指的是無法經由充電回復容量,從出廠之後就註定一旦耗盡容量就該丟棄,這一類的電池有 乾電池(碳鋅) 鹼性電池 氫氧電池 鋰電池(數位相機常使用) 等...
二次電池(可重複使用) - 指的是可藉由充電程序回復蓄電量,多次的循環使用,但是仍舊有一定的使用次數限制,這一類的電池有 鉛酸電池(如車用電池) 鎳鎘電池(已漸漸淘汰) 鎳氫電池(一般消費型充電電池主力) 鋰離子電池(多半被簡稱為鋰電池)
由此可知,一般大家簡稱的鋰電池,其實應該是指二次型鋰離子電池的簡稱,但是兩者鋰電池其實並不相同,一次型鋰電池內含金屬鋰,因為鋰金屬的能量密度極高,所以應用在一次型電池上可以確保長時間/高效率放電使用(鋰金屬理論克電容量 3862 Ah/kg),故某些數位相機的專用電池為一次性鋰電池
在很多 知識+ 的回答裡,對於二次型鋰離子電池(簡稱為鋰電池)都有錯誤的回答,其中一項錯誤就是誤以為鋰離子電池之中含有金屬鋰,所以會有爆炸的風險 事實上,曾經有二次型鋰電池的出現,當時的確是採用鋰金屬當做負極材料,其著眼點也是能量密度高,但是因為危險性太高,已經改良,所以目前的鋰離子二次電池(也是大家俗稱的充電式鋰電池)不含金屬鋰,以下有較為詳細的說明,參考文獻為 逢甲大學材料工程研究所 研究生 趙榮麒 研究論文 以及 大紀元時報-台灣版-電子報 發報日期：2006/08/23 星期三
於 1988年 Moli(鋰電池生產廠商) 的早期產品 - 鋰金屬二次電池 ,的確是採用鋰金屬為電極材料的鋰電池,但是因為危險性高,易引發爆炸,所以已不再採用
而 鋰離子二次電池(現今的可充電式鋰電池,或簡稱鋰電池),是不含金屬鋰,而是採碳材為負極,(但是現今鋰電池不是不會爆炸,後面會詳述),之所以稱為鋰離子電池,就是因為其內部不含金屬鋰,而是較為穩定的鋰化合物,藉由鋰離子游離於正極(鋰鈷化合物)與負極(碳材)之間蓄電放電,又稱之為搖椅效應,所以初期歐美國家稱之為搖椅式電池,其後日本更名為鋰離子二次電池
至於現今的鋰離子為何會膨脹/爆炸,其原因是鋰離子電池(其後簡稱為鋰電池)為封閉性化學反應裝置,會因為組成配方/使用方式/儲存環境/加工品質等等眾多因素,影響它的效率及穩定性/安全性,在過度反應下(內部短路)或是不當使用(如超越規格規範使用)或是使用儲存環境影響,會使瞬間高熱的負極材料與電解液過度反應,而釋出氣體,所以電池罐體因內部氣體累積造成壓力增加而膨脹,故鋰離子二次電池(以下簡稱鋰電池)本身的安全裝置 - 防爆線 與 洩氣閥 的目的,都是宣洩電池罐體內部的壓力,以防壓力過大發生爆炸
鋰電池的組成構造有以下幾個主要部份
正極(現今多採鋰鈷化合物,性質穩定且可釋出鋰離子)
負極(碳材) <可燃>
隔離膜(隔開正負極,僅允許鋰離子通過,同時有緩衝避免熱失控功能) <可燃>
電解液(鋰鹽類流體,供鋰離子傳導) <可燃>
所以我們可以知道,若是不當使用或者過度反應(電池內部短路),除了電極與電解液會釋出氣體增加壓力外,因為壓力升高/溫度升高,很有可能引燃內部的電解液等等的材料,所以鋰離子電池有爆炸燃燒的風險,所以在壓力及熱能過度累積之前,將壓力宣洩就是避免爆炸的方式
良好品質的鋰離子電池,不但要具備高效能,更要具備高安全/穩定性,而日系廠商的鋰電池技術能力多為世界領先,所以業界對日系電芯的信任感也最高
經過以上說明,相信大家都應該明白鋰電池的正確知識了阿~
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