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影响锂离子电池安全的因素有哪几种?

来源:宝鄂实业    2020-04-08 11:34    点击量:

影响锂离子电池安全的因素



    一般情况下锂离子电池除了要满足容量、内阻和高低温充放电性能的要求外还需要通过各种安全性能测试。往往锂离子电池的过充电、短路、热冲击和机械冲击等均容易对电池的安全产生影响,但是这些因素的作用和效果却不尽相同。

    1、针刺、短路和挤压对电池安全性的影响



    当电池发生外部短路或受到针刺和挤压时,往往很容易导致电池内部的隔膜破裂,造成电池在极短的时间内有很大的电流流过,这样就直接导致电池内部温度急剧升高,从而在很短的时间内引发一系列的剧烈反应,甚至发生燃烧、爆炸等安全问题。对于安全性能较差的电池,这个过程往往在数秒内完成。由于锂离子电池比能量很高,如2200mAh的笔记本电脑电池,单只能量可达30kJ左右,一旦发生短路,电池可以达到很高的发热功率,致使电池在很短的时间内上升到极高的温度,发生危险后的电池封口处的铝制防爆阀往往被熔化。

    2、热冲击对电池安全的影响




    当电池受到热冲击时,由于电池导热速率相对较慢,因此可以经受较短时间的热冲击。与短路和针刺挤压相比,如果热冲击的温度较低,则对电池的影响不大,如果热冲击的温度较高,导致电池负极表面SEI膜发生分解,高度嵌锂的负极材料就会与电解液发生放热反应,此时电池进人危险期,但是否发生危险取决于电池散热的速率,如果散热速率较慢,就容易导致电池内部温度进一步升高,隔膜熔化,电池内部发生短路,温度急剧升高,引发正极材料参与反应,最后发生爆炸等危险事故,这个过程一般称为“热失控”。

    3、过充电对电池安全的影响




    当电池发生过充时,不同电极材料由于化学性质不同,产生的影响也不同。在高倍率充电初期,大部分电能通过可逆的化学反应而被储存,电池发热功率较小,但是在充电后期由于发生不可逆的化学反应,电能变成了热能,导致电池温度迅速升高而引发一系列的化学反应。