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PTC安全电极在锂电池中的应用技术

来源:其他信息时间:2023-02-02 预览: 受欢迎:储能电池工厂

Lithium-ion battery G500

锂电池广泛应用于各种电源产品，电池安全一直是人们关注的焦点。电池安全问题主要是由热失控引起的。根据目前的研究，造成电池热失控的主要原因有：

1、电解液受热分解； 2、电解液采用嵌锂材料还原； 3、电解液被正极材料氧化； 4、正负极材料的分解； 5、膜片损坏造成短路。当然，还有其他原因。本文不会重点介绍它们。今天主要介绍PTC材料在防止锂离子电池热失控方面的应用。 PTC（Positive Temperature Coefficient），意为正温度系数，泛指具有较大正温度系数的半导体材料或元器件。 PTC材料具有电阻率随温度升高的特性。当大电流通过PTC器件时，PTC产生的焦耳热会导致温度升高，进而使元件的电阻迅速增大，从而限制电流的流动。

PTC材料应用于锂离子电池主要有3种方式，可以在一定程度上提高锂离子电池的安全性：

(1)将PTC材料制成电极涂料。武汉大学的X.M.Feng等采用环氧树脂、炭黑和固化剂聚酰胺制成PTC材料。将PTC材料涂覆在铝箔表面形成PTC涂层，然后在PTC涂层表面涂覆活性物质：

A/B/C分别为钴酸锂活性物质、PTC涂层和铝箔。这种结构的优点是PTC材料可以提高锂离子电池的安全性，防止锂离子嵌入PTC材料中破坏导电剂结构，从而提高电池的倍率性能和循环寿命。 (2)将PTC材料混合到电极材料中。 Makiko Kise 等人。日本等人将PTC材料引入电池中，将PTC材料与电极材料混合制成混合电极。 PTC材料由高密度聚乙烯（HDPE）和炭黑制成。其保护机制是：正常情况下，材料作为导电剂参与电子传输；在滥用条件下，当电池温度升高并超过PTC材料中HDPE的熔点时，聚合物迅速扩散并抑制导电剂导电通道的传输。

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