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为什么锂电池那么容易爆炸呢?原因有哪些?

来源:宝鄂实业    2019-08-06 14:17    点击量:
,1、 内部短路(多为软包大单体):结构或工艺缺陷导致极耳内插、隔膜包裹富余过少、毛刺、隔膜打折等。极耳内插往往出现在厚电池且内并联的结构中,极耳位绝缘不到位,在后续成品加保护板或使用过程容易导致内部急性短路从而出现燃烧或爆炸(内短路:这点个人是有很深体会的,当时还报废了2K多该种电池,实际属于设计缺陷——异常本质是:内部急性短路),不过现在这种情况几乎很少了,除非外力因素。
 
  2、 外部短路:1AH以下的电池外短路导致的燃烧后爆炸不多见,通常都是出现鼓胀或干脆把极耳烧断,个人分析过的是动力电池或大容量手机电池外短路导致的燃烧。这个涉及到客户使用不当——装金属外盒时不考虑极耳绝缘,在装机现场就出现电池冒烟燃烧异常;动力电池也常见结构固定措施不足(考虑不周),在用户使用过程电池组晃动引起电池外部绝缘保护膜破损或者连接线皮破损,最终导致短路燃烧。
 
  3、过充爆炸:这个是最危险的,也是企业最怕出现的,但,还是偶尔会出现。从了解的情况来看有两点:a、用户不按要求使用匹配的充电器,从而破坏保护线路且用户往往充电都是不限时充的,这种情况不炸都难;b、电池配组不合理且保护板失效,这种情况下也会炸的一塌糊涂...单节电池同理。
 
  4、电池本身的材料不过关。材料不过关,可能会在标定的电压电流下产生过热,从而发生事故。
 
  基于以上分析,如果能够正确使用锂电池,尽可能避免以上情况的发生,就可以梳理出一些方法来了:
 
  1、频繁深度充放电:锂电池几乎没有记忆性,很多朋友在使用锂电车或者锂电数码产品的时候,喜欢把电量用到一点不剩(保护板保护)然后再去充电,而在很多人眼中,这也是一种激活电池的做法。在锂电池的使用中,我们把用完电量再充电的情况叫做深度充放电。
 
  其实,深度充放电是很多人在使用锂电池时候的一个重大误区,科学家们通过实验得出结论,深度充放电次数在其他环境情况恒定的情况下和电池寿命是成正比的,多次充放电会导致电池寿命过早结束。而长时间使用寿命结束的锂电池则极易造成电池鼓胀等情况,从而引发爆炸。
 
  2、过充放以及充放电流过大:这种情况是在保护板设计不合理而充电的时候经常会发生的,我们经常喜欢在设备的电量充满后再充一会儿电,让自己的设备能抗的时间更长一些,但是很多人所不知道的是,长期的过充和过放情况都会对锂电池性能产生严重损伤和破坏,严重的就会引发爆炸等极端情况,所以电池的电充满了就好,如果一直插在充电器上,迟早是会酿成悲剧的。
 
  3、在充放电的时候也要充电器的电流和用电器的一般电流负载在规定范围之内,过高的电流负载极易引起电池的内部短路,从而破坏锂离子,引发电路的安全隐患。同理,对于充电式的充电器电压,道理也是一样的。所以我们在使用充电器的时候也要注意看看充电器到底是否合格。
 
  4、工作环境。锂电池对于温度是极其敏感的,如果长期处于冰点以下使用,可能对电池寿命造成极大影响和危害。而长期放在过热的环境下,则会大幅缩减电池的寿命,严重的则由内压增大引发爆炸,即使没有爆炸,电池也会在高热中迅速报废,感觉有些案例中因为池爆炸而不幸遇难的,大部分原因就是因为其工作环境的高温所导致的。
 
  在经历过多次的事故之后,厂商也终于的有了行动,为目前大多数厂家都增加了保护装置尤其电子数码产品都增加了双重保护或者多重保护,尽量避免了这种情况的发生,不过,用户们自身意识的加强,依旧是很重要的。人们迫切需要开发无污染、低能耗的新型能源。20世纪60年代,锂干电池被研发出来。但由于安全性和稳定性的原因,锂离子蓄电池的研发一直难以突破。80年代,吉野彰使用白川英樹(诺贝尔化学奖得主)发现的导电性聚合物(聚乙炔)作为负极材料、钴酸锂(LiCoO2)作为正极材料、非水性电解液用于锂离子可充电电池的研发,取得了突破性的进展。1991年,SONY成为全球首个投产LIB的公司。因为其容量大、高输出、无污染等的优点,一经研发上市,就迅速成为手机等移动电子设备的蓄电池。到1998年,LIB已经成为市场上使用最多的可充电电池。目前,LIB已经数码相机、笔记本电脑等移动家电的不可缺少的蓄电池设备,并且开发出可以为汽车提供动力的车载LIB系统。
 
 
锂离子电池作为一种最新型的蓄电池,它集中了多项最新科技。多种新材料的研发制造为锂离子电池的发展铺平了道路。锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。充电池时,锂离子从正极脱嵌,经由电解质,穿过隔膜,嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反,锂离子从负极脱嵌,经由电解质,穿过隔膜,嵌入正极,正极恢复富锂状态(见锂离子构造图和截面概念图)。
 
这个过程要求,锂离子电池的电解液必须为有机相,防止锂离子和水发生剧烈反应;要有相当的稳定性不易分解,能够保证安全和充放电效率的添加剂;隔膜要具有良均匀大小适合的孔隙,保证锂离子能够平稳经过隔膜,不会因为孔隙太大而短路,也不会因为孔隙太小而放电过小,同时保证电池平稳的电压输出。正极和负极材料要在大容量的基础上,具有相当导电能力,保证锂离子正常嵌入和脱嵌,材质均一稳定。可以说,锂离子电池对材料的制造提出了更高的要求。与此对应,我们需要开发相应的检测技术来保证关键材料的品质,为锂离子电池的质量监控给供可靠的技术和方法。
 
 
 
以上项目所需分析仪器设备我司都具备,如您有任何疑问(设备需求或者技术交流)都可以跟我们联系
 
案例分析:东莞某大型锂电池企业软包锂电池易爆气体组分分析
 
自手机问世以来,手机电池的市场销量便日益庞大,相比传统锂电池,软包锂电池具有体积小、
 
重量轻、比能量高、安全性高、设计灵活等多种优点,市场前景极大;但是这些电池由于电解液杂质本身组成以及其他原因,会在电池包结构内产生大量气体,例如氢气、甲烷等容易发生爆炸的气体,所以电池中产生的气体检测就变得非常有必要。
 
在常年为锂电池行业提供各种应用解决方案的同时,我们开发了一些检测方法,我们采用气相色谱仪加装FID+TCD的检测器,并加装一个定制转化装置,通过5米的定制色谱柱即可检测电池包中产生的各种气体,为大量锂电池研发和生产企业提供了非常好的整体解决方案,也为企业提供一种监测软包电池生产、存储、使用期间的安全性和使用寿命;