鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:906次 | 2020年11月28日
鋰離子電池爆炸原因以及電池采取的保護(hù)措施
鋰離子電池爆炸原因
1、內(nèi)部極化較大;
2、極片吸水,與電解液發(fā)生反應(yīng)氣鼓;
3、電解液本身的質(zhì)量、性能問(wèn)題;
4、注液時(shí)候注液量達(dá)不到工藝要求;
5、裝配制程中激光焊接密封性能差,測(cè)漏氣時(shí)漏氣;
6、粉塵、極片粉塵首先易導(dǎo)致微短路;
7、正負(fù)極片較工藝范圍偏厚,入殼難;
8、注液封口問(wèn)題,鋼珠密封性能不好導(dǎo)致氣鼓;
9、殼體來(lái)料存在殼壁偏厚,殼體變形影響厚度;
10、外面環(huán)境溫度過(guò)高也是導(dǎo)致爆炸的重要原因。
電池采取的保護(hù)措施
鋰離子電池芯過(guò)充到電壓高于4.2V后,會(huì)開始出現(xiàn)副用途。過(guò)充電壓愈高,危險(xiǎn)性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于4.2V后,正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半,此時(shí)儲(chǔ)存格常會(huì)垮掉,讓電池容量出現(xiàn)永久性的下降。假如繼續(xù)充電,由于負(fù)極的儲(chǔ)存格已經(jīng)裝滿了鋰原子,后續(xù)的鋰金屬會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會(huì)由負(fù)極表面往鋰離子來(lái)的方向長(zhǎng)出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過(guò)隔膜紙,使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸,這是因?yàn)樵谶^(guò)充過(guò)程,電解液等材料會(huì)裂解出現(xiàn)氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng),進(jìn)而爆炸。
因此,鋰離子電池充電時(shí),一定要設(shè)定電壓上限,才可以同時(shí)兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為4.2V。鋰電芯放電時(shí)也要有電壓下限。當(dāng)電芯電壓低于2.4V時(shí),部分材料會(huì)開始被破壞。又由于電池會(huì)自放電,放愈久電壓會(huì)愈低,因此,放電時(shí)最好不要放到2.4V才停止。鋰離子電池從3.0V放電到2.4V這段期間,所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因此,3.0V是一個(gè)理想的放電截止電壓。充放電時(shí),除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過(guò)大時(shí),鋰離子來(lái)不及進(jìn)入儲(chǔ)存格,會(huì)聚集于材料表面。
這些鋰離子獲得電子后,會(huì)在材料表面出現(xiàn)鋰原子結(jié)晶,這與過(guò)充相同,會(huì)造成危險(xiǎn)性。萬(wàn)一電池外殼破裂,就會(huì)爆炸。因此,對(duì)鋰離子電池的保護(hù),至少要包含:充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項(xiàng)。一般鋰離子電池組內(nèi),除了鋰離子電池芯外,都會(huì)有一片保護(hù)板,這片保護(hù)板重要就是供應(yīng)這三項(xiàng)保護(hù)。