锂电池爆炸原因及防范措施

2021-09-05      1252 次浏览

锂离子电池爆破原由剖析


负极容量缺乏


当正极部位对面的负极部位容量缺乏,或是底子没有容量时,充电时所发生的部分或全部的锂就无法刺进负极石墨的间层结构中,会析在负极的外表,构成突起状枝晶,而下一次充电时,这个突起部分更简单构成锂的析出,经过几十至上百次的循环充放电后,枝晶会长大,最后会刺穿隔阂纸,使内部发生短路。电芯急剧放电,发生很多的热,烧坏隔阂,而构成更大的短路现象,高温会使电解液分析成气体,负极碳和隔阂纸燃烧,构成内部压力过大,当电芯的外壳无法接受这个压力时,电芯就会爆破。


水份含量过高


水份能够和电芯中的电解液反响,生产气体,充电时,能够和生成的锂反响,生成氧化锂,使电芯的容量损失,易使电芯过充而生成气体,水份的分析电压较低,充电时很简单分析生成气体,当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大,当电芯的外壳无法接受时,电芯就会爆破。


内部短路


因为内部发生短路现象,电芯大电流放电,发生很多的热,烧坏隔阂,而构成更大的短路现象,这样电芯就会发生高温,使电解液分析成气体,构成内部压力过大,当电芯的外壳无法接受这个压力时,电芯就会爆破。


上部胶


激光焊时,热量经壳体传导到正极耳上,使正极耳温度高,倘若上部胶纸没有离隔正极耳及隔阂,热的正极耳就会使隔阂纸烧坏或缩短,构成内部短路,而构成爆破。


高温胶纸包住负极耳


客户在负极耳点焊时,热量传导到负极耳上,倘若高温胶纸未贴好,负极耳上的热量就会烧坏隔阂,构成内部短路,构成爆破。


贴底部胶未彻底包住底部


客户在底部铝镍复合带处点焊时,会在底部壳壁发生很多的热,传导极芯的底部,倘若高温胶纸未彻底包住隔阂,会烧坏隔阂,构成内部短路,构成爆破。


过充


电芯过充电时,正极的锂过度放出会使正极的结构发生变化,而放出的锂过多也简单无法刺进负极中,也简单构成负极外表析锂,而且,当电压到达4.5V以上时,电解液会分析生产很多的气体。上面种种均或许构成爆破。


外部短路


外部短路或许因为操作不当,或误运用所构成,因为外部短路,电池放电电流很大,会使电芯的发热,高温会使电芯内部的隔阂缩短或彻底坏坏,构成内部短路,因而爆破。


维护措施:


锂离子电池电芯过充到电压高于4.2V后,会开端发生副用途。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后,正极资料内剩下的锂原子数量不到一半,此时贮存格常会垮掉,让电池容量发生永久性的下降。倘若继续充电,因为负极的贮存格现已装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极资料外表。这些锂原子会由负极外表往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔阂纸,使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆破,这是因为在过充过程,电解液等资料会裂解发生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨决裂,让氧气进去与堆积在负极外表的锂原子反响,进而爆破。因而,锂离子电池充电时,一定要设定电压上限,才能够同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时,部分资料会开端被破坏。又因为电池会自放电,放愈久电压会愈低,因而,放电时最好不要放到2.4V才停止。锂离子电池从3.0V放电到2.4V这段期间,所释放的能量只占电池容量的3%左右。因而,3.0V是一个理想的放电截止电压。充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入贮存格,会集合于资料外表。这些锂离子取得电子后,会在资料外表发生锂原子结晶,这与过充相同,会构成危险性。倘若电池外壳决裂,就会爆破。因而,对锂离子电池的维护,至少要包括:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂离子电池包内,除了锂离子电池芯外,都会有一片维护板,这片维护板首要便是供应这三项维护。可是,维护板的这三项维护显然是不行的,全球锂离子电池爆破事件仍是频传。


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