锂电池作是未来新能源发展的方向之一吗?
来源:宝鄂实业
2019-04-20 11:42
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目前以手机为代表的各类消费电子、移动电源、新能源汽车都采用了锂电池装置。
在锂离子电池中,带有最大的危险的不是两个电极,而是中间的有机电解质溶剂,以易燃的醚类最多。当电池因为任何原因短路时,电池内能量会在短时间以热的形式释放出来,点燃这些做为溶剂的醚类,引发爆炸。
那么哪些原因会引发锂电池爆炸呢?锂电池爆炸蛀牙有以下六大原因,这些原因与锂电池的生产过程、电极材料及电解液等用材、以及个人使用方法都有着紧密的联系。目前国内的电动车锂电池根据正极材料的不同分为磷酸铁锂、锰酸锂和三元锂材料几种类型。但由于材料的差异,导致电池的性能差别很大,安全系数也不一样。
1、磷酸铁锂电池:用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂热稳定高,电解液氧化能力低,因而安全性高;但其缺陷是电导率低,需要改性技术来提高,结果,体积过大,电解液用量多。而且,由于容量大,电池的一致性较差,目前,磷酸铁锂技术还在研究中。
2、锰酸锂电池:用锰酸锂作为正极材料的锂离子电池。成本低、安全性和低温性能好的正极材料,但是其材料本身并不太稳定,容易分解产生气体。因此多用于和其它材料混合使用,以降低电芯成本,但其循环寿命衰减较快,容易发生鼓胀,高温性能较差、寿命相对短。
3、三元锂电池:用镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。能量密度在所有锂电池技术中排名第一,大约250kwh/m3。三元锂电池对温度的敏感度较高,在200度左右就会发生分解。并且三元锂材料在高温下的化学反映更加剧烈,会释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,发生爆炸事故。因此三元锂电池在安全性能、耐高温性能、寿命、功率放电效果等方面不行。
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,而放出的锂过多也容易无法插入负极中,也容易造成负极表面析锂,而且,当电压达到4.5V以上时,电解液会分解生产大量的气体。上面种种均可能造成爆炸。过充可能的工位:
1、预充时电流设置过大;
2、预充柜个别点电流过大;
3、电芯容量不足;
4、检测时电流设置过大;
5、检测时个别点电压偏大;
6、用户使用时充电器电压偏大;
四、过放
五、水份含量过高
水份可以和电芯中的电解液反应,生产气体,充电时,可以和生成的锂反应,生成氧化锂,使电芯的容量损失,易使电芯过充而生成气体,水份的分解电压较低,充电时很容易分解生成气体,当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大,当电芯的外壳无法承受时,电芯就会爆炸。
六、负极容量不足
当正极部位对面的负极部位容量不足,或是根本没有容量时,充电时所产生的部分或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成突起状“枝晶”,而下一次充电时,这个突起部分更容易造成锂的析出,经过几十至上百次的循环充放电后,“枝晶”会长大,最后会刺穿隔膜纸,使内部产生短路。电芯急剧放电,产生大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,高温会使电解液分解成气体,负极碳和隔膜纸燃烧,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。负极容量不足的工位:
1、正极来料容量偏高;
2、负极来料容量偏低;
3、正负极搅拌不均;
4、正极敷料量偏大;
5、正极涂布不均;
6、正极头尾部堆料;
7、负极涂布不均;
9、负极暗痕;
10、负极划痕;
11、负极凹点;
12、负极露箔;
13、负极颗粒;
14、负极压片时压死;
15、正负极分档配对错误;
16、负极包不住正极;