简述锂离子电池爆炸机理

2023-06-28      331 次浏览

锂枝晶生长


电池的充放电就是锂离子的来回转移,在充电的过程中锂离子被还原成金属锂嵌入负极,一般情况下,锂会嵌入层间结构中。但由于生长的不确定性,锂可能会在电极表面生长,并且生长层像树枝相同的刺状结构,它会破坏电池内部的隔膜,引起电池内部短路和电池爆炸。


枝晶生长形成尖刺


还有就是电池内部本身的缺陷,假如电池在生产过程中存在缺陷,金属锂颗粒穿过电池中的绝缘层便将正负极连接起来了,改变了电流的方向,就会出现大量的热量,这些热量会降解内部的材料,使化学反应失去控制,释放更多的热量,以至于引燃电池组件。


电池过充


我们现在的电池都具有保护系统,系统会随时反馈电池电压以防止过充的现象,当电池中的保护系统或者电池充电器损坏时,就会导致过充现象。当过充电发生时,留在正极材料中的锂离子继续被脱出而嵌入到负极材料中,假如达到了碳负极嵌锂的最大限度时,那么多余的锂就会以金属锂的形式沉积在负极材料上,使得电池的稳定性能大大降低。甚至一定情况下导致爆炸。


关于锂离子电池来说,不仅电池容量是一个要提高的方面,安全性能也相同不可忽视,现在有些电池厂商对自身的安全标准也越来高,甚至要对电池进行穿刺试验,通过上面的分析我们了解,当钉子穿入电池的一瞬间,将会把电池的正负极给直接连接,会导致电池瞬间内部短路,这个时候钉子和电极之间的回路电流会出现大量的热量,很可能导致烧毁,因此现在也在努力研究开发微孔膜在电池隔膜中的应用,凝胶电解质和聚合物电解质也在进一步探索中,特别是聚合物电解质的开发,在电池没有液体有机电解质挥发,因此,能够大大提高电池的安全性。


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