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短路对锂电池的影响有哪些?

来源:宝鄂实业    2019-12-04 07:33    点击量:
锂电池的电极材料、电解质均是易燃物,极易出现损坏,导致电池内短路,短路锂电池中储存的巨大能量就会快速以热的形式释放出来,这种快速放热行为会造成电池内部温度剧烈升高,高温下电解液易引燃,引发电池整体燃烧,如果附近有易燃物则会造成爆炸,威胁人们的安全和健康。
 
 
锂枝晶
 
锂电池在过度充电、充放电循环过程时,会造成负极表面的锂沉积不均匀,容易形成枝晶,此时锂枝晶生长明显,枝晶脱落或折断时,产生“死锂”,造成锂的不可逆。当尖锐枝晶穿透隔膜,使正负极发生短路并处于自放电状态,伴随大量热量产生,使锂电池着火甚至发生爆炸。
 
 
 
过度充电是锂离子电池过热的主要原因,极片上的针状锂金属结晶会引发微短路,逐渐升高的电池温度会将电解液气化、电池组内压升高,使电池内部发生激烈氧化反应,引起电池燃烧。进一步解释的是过充引发的燃烧不一定发生在电池充电,可能发生在材料未燃烧、电池外壳未撑破,随着电池内部热量的积聚到电池自然的温度,就发生自燃甚至爆炸。在锂电池过度放电时,会导致负极碳片层结构出现塌陷,当再次充电使用时,极易出现内部短路,引发火灾。
 
 
 
外界撞击
 
锂离子活性强且初爆温度低,当遭受高空坠落物撞击时,或受到速度约为3.5m/s的物体自由落体撞击时,在其内部瞬间产生25J的能量,使电池的温度升高120℃,热量迅速积蓄到电池初爆温度,引发热失控及连锁反应式的爆炸,极易造成严重的人员伤亡。例如2012年5月26日凌晨,深圳一辆比亚迪E6动车被豪华跑车从左后部剧烈撞击后起火,造成车上3人死亡。 
 
 
 
隔膜缺陷
 
高飞等用AHP法计算出影响锂离子电池火灾危险的主要因素是隔膜,原因在于隔膜的热释放速率且产生的生烟性参数值(CO、CO2)含量相对较大,隔膜的不完全燃烧导致烟气比较多,容易刺激人体皮肤及呼吸道,妨碍灭火救援工作展开。