锂离子电池在比容量、无记忆效应、长寿命、环保等综合性能远远超过其他二次电池,锂离子电池被称为最电池,但为何在大容量电池领域却没有见到锂离子电池的身影呢?关键问题是受到锂离子电池的安全性问题的制约。锂离子电池最大的安全隐患爆炸、漏液等。
出现的原因
1、内部短路:是锂离子电池的最大的隐患出现的原因,是在锂离子电池生产过程中,由于正负极片出现的毛刺、破损、掉粉、气泡等多方面原因,出现次品,在使用过程中,在过充的情况下(甚至正常充放电时),锂离子在负极堆积形成枝晶,刺穿隔膜,形成内部短路。
2、出现大电流:外部短路,内部短路将出现几百安培甚至更大的过大电流。i.外部短路时,由于外部负载过低,电池瞬间大电流放电。在内阻上消耗大量能量,出现巨大热量。ii.内部短路,重要原因是隔膜被穿透,内部形成大电流,温度上升导致隔膜熔化,短路面积扩大,进而形成恶性循环而使出现爆炸或其他安全问题;
3、气体的出现:锂离子电池为达到单只电芯3.0-4.2V的高工作电压(镍氢和镍硌电池工作电压为1.2V,铅酸电池工作电压为2V),必须采取分解电压大于2V的有机电解液,而采用有机电解液在大电流,高温的条件下会被电解,电解出现气体,导致内部压力升高,严重会冲破壳体。
4、燃烧:热量来源于大电流,同时在高电压(超过5V)情况下,正极锂的氧化物也会发生氧化反应,析出金属锂,在气体导致壳体破裂的情况下,与空气直接接触,导致燃烧,同时引燃电解液,发生强烈火焰,气体急速膨胀,发生爆炸。
5、外因用途:如:针刺和撞击温度升高,气体急速膨胀,发生爆炸。