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鋰電池內(nèi)部短路的原因分析

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:5179次  |  2022年04月14日  

鋰離子電池巨頭索尼公司的鋰離子電池造成數(shù)起戴爾牌筆記本電腦爆炸起火,引起美、日官方的重視。稍后,盡管采用了非常安全的A123磷酸鐵鋰離子電池,美國的豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車經(jīng)第三方改裝后在行駛時(shí)燒毀。2011年,在杭州、上海及深圳都有新能源出租車及大巴燒毀事件。


顯然,即使采用鋰離子電池家族中最安全的磷酸鐵鋰體系,依然無法防止安全事故的發(fā)生。


從化學(xué)原理上進(jìn)行分析,鋰離子電池的安全性比汽油還差。汽油儲存在密閉的金屬容器內(nèi),假如不同時(shí)發(fā)生泄漏(汽油和空氣接觸)和遇到明火(或者火星,引發(fā)用途)這兩個(gè)條件,是非常安全的;而鋰離子電池的能量則儲存于一層薄薄的隔膜兩側(cè),氧化劑(正極活性物質(zhì))、還原劑(負(fù)極活性物質(zhì))在發(fā)生內(nèi)部短路(引發(fā)用途)的情況下,將同時(shí)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng),急劇發(fā)熱,并可能起火、燃燒、爆炸,關(guān)于有機(jī)溶劑體系的鋰離子電池來說就更容易燃燒一些。


在鋰離子電池的眾多失效模式中,單體電池內(nèi)部短路無疑危害最大,最難以預(yù)測和分析,沒有辦法通過外部控制電路來進(jìn)行保護(hù)。內(nèi)部短路造成的高溫、高阻、還很容易造成電池組的連鎖反應(yīng)。


目前廣泛認(rèn)為單體電池內(nèi)部短路的原因可能有:

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

1)吸附在隔膜表面或者單體電池殼體頂部、底部的粉塵。制造環(huán)境、工藝控制不良的情況下,會形成大量的正/負(fù)極片粉塵和焊接引起的金屬粉塵,并通過靜電用途吸附在隔膜表面。極片本身不夠光滑,粉體粘結(jié)強(qiáng)度不夠,本身也會造成這種問題。


2)卷繞/疊片時(shí)形成的正/負(fù)極片錯(cuò)位。


3)金屬焊點(diǎn)、極片邊緣有毛刺。


4)隔膜兩側(cè)形成鋰枝晶,由于不均勻反應(yīng)造成的局部電化學(xué)反應(yīng)或過充電而形成鋰枝晶。


5)電解液分布不均勻造成正/負(fù)極片利用率不一致。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

6)材料本身的問題。材料純度不高、與電解液相容性不好、正極金屬材料不耐高電壓、負(fù)極金屬材料與鋰形成合金,都可能形成雜質(zhì)沉積或鋰枝晶。


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