鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:580次 | 2019年06月10日
簡(jiǎn)述鋰電池爆炸的原因
外部短路
外部短路可能由于操作不當(dāng),或誤使用所造成,由于外部短路,電池放電電流很大,會(huì)使電芯的發(fā)熱,高溫會(huì)使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞,造成內(nèi)部短路,因而爆炸。外部短路可能的工位:
1、上電芯未對(duì)好,造成正負(fù)極接觸;
2、電芯在周轉(zhuǎn)過程中打火;
3、用戶在使用時(shí)正負(fù)極短路;
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4、保護(hù)線路板失效。
2內(nèi)部短路
由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象,電芯大電流放電,產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會(huì)產(chǎn)生高溫,使電解液分解成氣體,造成內(nèi)部壓力過大,當(dāng)電芯的外殼無法承受這個(gè)壓力時(shí),電芯就會(huì)爆炸。內(nèi)部短路的工位:
1、正負(fù)裁大片毛刺;
2、正負(fù)極分小片掉料;
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
3、正負(fù)極分小片毛刺;
4、負(fù)極鉚焊未拍平,有毛刺;
5、卷繞不齊;
6、隔膜紙有砂眼;
7、壓扁時(shí)壓力太大;
8、組裝短路電芯未檢出;
9、組裝微短路電芯下流;
10、激光焊短路電芯未檢出;
11、烘烤時(shí)溫度太高烘壞隔膜;
12、上部膠位置不對(duì);
13、高溫膠紙包住負(fù)極耳;
14、貼底部膠未完全包住底部。
3過充
電芯過充電時(shí),正極的鋰過度放出會(huì)使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而放出的鋰過多也容易無法插入負(fù)極中,也容易造成負(fù)極表面析鋰,而且,當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時(shí),電解液會(huì)分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。過充可能的工位:
1、預(yù)充時(shí)電流設(shè)置過大;
2、預(yù)充柜個(gè)別點(diǎn)電流過大;
3、電芯容量不足;
4、檢測(cè)時(shí)電流設(shè)置過大;
5、檢測(cè)時(shí)個(gè)別點(diǎn)電壓偏大;
6、用戶使用時(shí)充電器電壓偏大。
4過放
5水份含量過高
水份可以和電芯中的電解液反應(yīng),生產(chǎn)氣體,充電時(shí),可以和生成的鋰反應(yīng),生成氧化鋰,使電芯的容量損失,易使電芯過充而生成氣體,水份的分解電壓較低,充電時(shí)很容易分解生成氣體,當(dāng)這一系列生成的氣體會(huì)使電芯的內(nèi)部壓力增大,當(dāng)電芯的外殼無法承受時(shí),電芯就會(huì)爆炸。
6負(fù)極容量不足
當(dāng)正極部位對(duì)面的負(fù)極部位容量不足,或是根本沒有容量時(shí),充電時(shí)所產(chǎn)生的部分或全部的鋰就無法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中,會(huì)析在負(fù)極的表面,形成突起狀“枝晶”,而下一次充電時(shí),這個(gè)突起部分更容易造成鋰的析出,經(jīng)過幾十至上百次的循環(huán)充放電后,“枝晶”會(huì)長(zhǎng)大,最后會(huì)刺穿隔膜紙,使內(nèi)部產(chǎn)生短路。負(fù)極容量不足的工位:
1、正極來料容量偏高;
2、負(fù)極來料容量偏低;
3、正負(fù)極攪拌不均;
4、正極敷料量偏大;
5、正極涂布不均;
6、正極頭尾部堆料;
7、負(fù)極涂布不均;
9、負(fù)極暗痕;
10、負(fù)極劃痕;
11、負(fù)極凹點(diǎn);
12、負(fù)極露箔;
13、負(fù)極顆粒;
14、負(fù)極壓片時(shí)壓死;
15、正負(fù)極分檔配對(duì)錯(cuò)誤;
16、負(fù)極包不住正極;
鋰電池安全設(shè)計(jì)
1、鋰電池內(nèi)部采用開關(guān)原件。在電池內(nèi)部溫度上升時(shí),阻值隨之上升,溫度過高后停止放電,防止過度放電的情況。
2、設(shè)置電池出氣孔。在電池內(nèi)壓上升到一定程度后出氣孔自動(dòng)打開,保持內(nèi)壓的平衡,防止電池炸裂的情況出現(xiàn)。
鋰電池材料安全
1、優(yōu)化電解質(zhì)體系
目前電解液主要為有機(jī)溶劑,難以承受4.5伏以上的高電壓,容易分解產(chǎn)生氣體,造成電池氣脹、破裂或爆炸。同時(shí),充電狀態(tài)下的正負(fù)極材料本身也很活潑,如鈷酸鋰之類的正極材料在過充電或受熱狀態(tài)下容易發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌,并產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng),而含有機(jī)溶劑的鋰化石墨負(fù)極在接觸空氣時(shí)也容易燃燒。
極性有機(jī)溶劑電解液難以保障動(dòng)力鋰離子電池的安全性,而現(xiàn)有的離子液體要么電化學(xué)窗口不夠?qū)挘聪鄬?duì)分子質(zhì)量和黏度太大,尚不能完全替代有機(jī)溶劑。因此,發(fā)展低溶劑或無溶劑的聚合物電解質(zhì)、無機(jī)有機(jī)復(fù)合電解質(zhì)或無機(jī)固體電解質(zhì)是提高電池安全性的根本舉措。