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锂电池爆炸:锂电池过充保护的重要性

   Release date: 2021-01-19     Hits: 46     Comment: 0    
Note: 锂电池爆炸:锂电池过充保护的重要性“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子获得

锂电池爆炸:锂电池过充保护的重要性

锂电池爆炸:锂电池过充保护的重要性

“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

锂离子获得电子后,会在材料表面产生锂原子结晶,这与过充一样,会造成危险性。万一电池外壳破裂,就会爆炸。 因此,对锂离子电池的保护,至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内,除了锂电池芯外,都会有一片保护板,这片保护板主要就是提供这三项保护。

保护板的这三项保护显然是不够的,全球锂电池爆炸事件还是频传。这也是航空业禁止携带大容量锂电池登机的原因。

锂电池的爆炸原因包括如下:

1、内部极化较大;

2、极片吸水,与电解液发生反应气鼓;

3、电解液本身的质量、性能问题;

4、注液时候注液量达不到工艺要求;

5、装配制程中激光焊接密封性能差,测漏气时漏气;

6、粉尘、极片粉尘首先易导致微短路;

7、正负极片较工艺范围偏厚,入壳难;

8、注液封口问题,钢珠密封性能不好导致气鼓;

9、壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度;

10、外面环境温度过高也是导致爆炸的主要原因。

锂电池的爆炸类型主要有以下:

锂电池爆炸类型分析电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。此处的外部系指电芯的外部,包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。 当电芯外部发生短路,电子组件又未能切断回路时,电芯内部会产生高热,造成部分电解液汽化,将电池外壳撑大从而导致爆炸。

当电池内部温度高到 135 摄氏度时,质量好的隔膜纸,会将细孔关闭,电化学反应终止或近乎终止,电流骤降,温度也慢慢下降,进而避免了爆炸发生。

内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜,或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成。

这些细小的针状金属,会造成微短路。由于,针很细有一定的电阻值,因此,电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生 产过程造成,可观察到的现象是电池漏电太快,多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且,由于毛刺细小, 有时会被烧断,使得电池又恢复正常。因此,因毛刺微短路引发爆炸的机率不高。 这样的说法,可以从各电芯厂内部都常有充电后不久,电压就偏低的不良电池,但是却鲜少发生爆炸事件,得到统计上的支持。因此,内部短路引发的爆炸,主要还是因为过充造成的。

过充爆炸也是劣质电池经常发生的事情。

锂电池爆炸:锂电池过充保护的重要性

锂电池过充后极片上是针状锂金属结晶,刺穿点到处都是,都在发生微短路。因此,电池温度会逐渐升高,最后高温将电解液气体。这种情形,不论是温度过高使材料燃烧爆炸,还是外壳先被撑破,使空气进去与锂金属发生激烈氧化,导致爆炸。 但是过充引发内部短路造成的这种爆炸,并不一定发生在充电的当时。有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时,消费者就终止充电,但隐患就产生了。这时众多的微短路所产生的热,慢慢的将电池温度提高,经过一段时间后,才发生爆炸。消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很 烫,扔掉后就爆炸。

锂电池爆炸的重点,要关注过充的防止、外部短路的防止及提升电芯安全性三方面。其中过充防止及外部短路防止属于电子防护,与电池系统设计及电池组装有较大关系。电芯安全性提升 之重点为化学与机械防护,与电池芯制造厂有较大关系。

gmtlight参考自百度百科


 
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