当前锂离子电池有什么安全隐患?

2020-12-18      645 次浏览

安全隐患


锂离子电池的安全性不仅与池数据本身的性质有关,还与电池的制备技术和应用有关。手机电池一次又一次的爆东西,一方面是因为维护电路故障,但更重要的是在数据处理上没有根本的问题。


钴酸锂正极活性材料在小型电池是一个非常复杂的系统,但是,仍然有很多的锂离子在阳极,超载时,剩余的阳极锂离子将涌向阳极,阴极树突组成是选择材料钴酸锂离子电池过度充电必须的结果,即使在正常充电和放电的过程,也有可能要其余的锂离子阴极树突,锂酸钴材料的理论能量比大于270毫安时/克,但为了保证其循环功能,实践中所采用的理论容量只要容量的一半。在使用过程中,由于电池充电电压过高(如管理系统损坏等原因),正极剩余的锂会析出,在负极表面以金属锂的形式堆积形成树突。树突刺穿缝隙,形成内部短路。


电解质的第一种成分是碳酸盐,它的闪点和沸点都很低。假如电池过热,电解液中的碳酸盐会被氧化和回收,出现大量的气体和热量。例如,短安全阀可能无法通过安全阀释放气体,电池内部压力急剧上升,导致爆炸。


锂离子电池与聚合物电解质不从根本上处理安全问题,同样使用钴酸锂和有机电解质,而且电解质是胶态的,不易泄漏,燃烧时会发作更剧烈,燃烧是聚合物电池安全的最大问题。


在使用中也存在一些问题,电池的内部或外部短路会使几百安培的电流过量。当外部短路电池瞬间大电流放电时,在内部电阻消耗大量能量,出现很大的热量。内部短路构成大电流,温升引起间隙熔化,短路面积扩大,进而形成恶性循环。


为了达到单细胞3~4.2v的高工作电压,要采用分解电压大于2V的有机电解液,在大电流、高温条件下电解。气体的电解攻击会导致壳体内部压力增大,严重突破壳体。


过充可将金属锂分离出来,在发生分裂的情况下,与空气直接接触,导致焚烧、电解液着火、火焰猛烈的攻击、气体迅速膨胀、攻击爆破。


另外,有关手机锂离子电池,由于使用不当,如揉捏、冲击和进水等造成电池膨胀、变形和开裂,这些都会导致电池短路,在放电或充电过程中出现的热量被炸掉。


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