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电池知识

产生电池爆炸一般有几种情况?使用锂电池都会出现哪些常见问题?

来源:宝鄂实业    2019-04-15 22:17    点击量:
一、电压不一致,个别偏低

  1.自放电大造成电压低

  电芯自放电大,使其电压降低比其它快,电压低可以通过存贮后检电压来消除。

  2.荷电不均造成电压低

  电池检测后在荷电时,由于接触电阻或检测柜荷电电流不一致造成电芯荷电不均。在短时间存放(12小时)测电压差别很小,但长期存放时电压差别较大,这种低电压并无质量问题,可以通过充电解决。在生产中荷电后存放超24小时测电压。

  二、内阻偏大

  1.检测设备差别造成

  如果检测精度不够或者不能消除接触电组,将造成显示内阻偏大,应采用交流电桥法原理测试内阻仪器检测。

  2.存放时间过长

  锂电池存放过长,造成容量损失过大,内部钝化,内阻变大,可以通过充放活化来解决。

  3.异常受热造成内阻大

  电芯在加工(点焊、超声波等)使电池异常受热,使隔膜产生热闭合现象,内阻严重增大。

  三、锂电池膨胀

  1.锂电池充电时膨胀

  锂电池在充电时,锂电池会自然产生膨胀,但一般不超过0.1mm,但过充电就会造成电解液分解,内压增大,锂电池膨胀。

  2.加工时膨胀

  一般是出现加工异常(如短路、过热等)造成内部受热过大电解液分解,锂电池膨胀。

  3.循环时膨胀

  电池在循环时,厚度会随着循环次数增加而增加,但超过50周次以后基本不在增加,一般正常增加量在0.3~0.6mm,铝壳较为严重,此种现象属于正常电池反应造成。但如果增加壳体厚度或减少内部物料可以适当减轻膨胀现象。

  四、点焊后电池有掉电现象

  铝壳电芯在点焊后电压低于3.7V,一般是因为点焊电流过大致使电芯内部隔膜击穿而短路,造成电压下降过快。

  一般是点焊位置不正确所致,正确点焊位置应该在底部或有标记“A”或“—”侧面点焊,无标识侧面和大面是不能点焊的。另外有些是点焊镍带可焊性太差,因此必须使用很大电流点焊,致使内部耐高温胶带也不能起作用,造成电芯内部短路。

  点焊后电池掉电也有部分是由于电池本身自放电较大所致。

  五、电池爆炸

  产生电池爆炸一般有以下几种情况:

  1.过充爆炸

  保护线路失控或检测柜失控使充电电压大于5V,造成电解液分解,电池内部发生剧烈反应,电池内压迅速上升,电池爆炸。

  2.过流爆炸

  保护线路失控或检测柜失控使充电电流过大造成锂离子来不及嵌入,而在极片表面形成锂金属,穿透隔膜,正负极直接短路造成爆炸(很少发生)。

  3.超声波焊塑料外壳时爆炸

  超声波焊塑料外壳时,由于设备原因使其超声波能量转移至电池芯上,超声波能量很大使电池内部隔膜熔化,正负极直接短路,产生爆炸。

  4.点焊时爆炸

  点焊时电流过大造成内部严重短路产生爆炸,另外,点焊时正极连接片直接与负极相联,使正负极直接短路后爆炸。

  5.过放爆炸

  电池过放电或过流放电(3C以上)容易使负极铜箔溶解沉积到隔膜上使正负极直接短路产生爆炸(很少发生)。

  6.振动跌落时爆炸

  电芯在剧烈振动或跌落时造成的电芯内部极片错位,直接严重短路而爆炸(很少发生)。

  六、电池3.6V平台低

  1.检测柜采样不准或检测柜不稳定造成测试平台低。

  2.环境温度过低造成平台低(放电平台受环境温度影响很大)

  七、加工不当造成

  (1)用力移动点焊正极连接片造成电芯正极接触不良,使电芯内阻大。

  (2)点焊连接片没有焊牢,接触电阻大,使电池内阻大。
有关“手机爆炸”的新闻不绝于耳,假冒伪劣电池就是导致手机爆炸的元凶。目前手机所用电池多为锂电池,专家提醒消费者,选购手机锂离子电池时应注意以下几点:

  一、看容量一般的镍镉电池为500mAh或600mAh,镍氢电池也不过800-900mAh;而锂离子手机电池的容量一般都在1300-1400mAh之间,所以锂离子电池充足电后使用的时间约是镍氢电池的1.5倍,是镍镉电池的3.0倍左右。

  二、看外观正品电池防磨面均匀,采用的是PC材质,无脆裂现象;假冒电池无防磨或过于粗糙,采用的是再生材质,易脆裂。正品的手机电池表面色泽纹理清晰、均匀、干净、无明显划痕及损伤。五金片无明显划痕及发黑、发绿现象,电池底壳颜色与手机机身一致,与手机配合良好,锁扣可靠。

  三、看标志原装电池标贴应印有电池型号、种类、额定容量、标准电压、正负极标志、制造厂名。

  四、看保护装置正品手机电池内部应有过流保护器,在外部短路等导致电流过大的情况下,自动切断回路,以免烧毁或损坏手机。如果在充电的过程中,发现电池严重发热、冒烟、甚至爆炸,说明电池肯定是假的。

  五、看防伪标志如NOKIA原装电池的贴纸下暗藏斜印的NOKIA字样,摩托罗拉电池的防伪商标呈菱形,并且无论从任何角度看,都闪烁有立体效果。相反,防伪标志色泽暗淡、立体感不足,便有可能是假货。

  六、测电压如果用镍镉、镍氢电池块假冒锂离子手机电池块,就必须由5个单体电池组成,单个电池的充电电压一般不超过1.55V,当电池块的充电总电压低于8.0V时就有可能是镍镉、镍氢电池。
电池爆炸原因:

  1、内部极化较大;

  2、极片吸水,与电解液发生反应气鼓;

  3、电解液本身的质量,性能问题;

  4、注液时候注液量达不到工艺要求;

  5、装配制程中激光焊焊接密封性能差,漏气.测漏气漏测;

  6、粉尘,极片粉尘首先易导致微短路,具体原因未知;

  7、正负极片较工艺范围偏厚,入壳难;

  8、注液封口问题,钢珠密封性能不好导致气鼓;

  9、壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度;

  三、爆炸类型分析

  电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。

  此处的外部系指电芯的外部,包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。当电芯外部发生短路,电子组件又未能切断回路时,电芯内部会产生高热,造成部分电解液汽化,将电池外壳撑大。当电池内部温度高到135摄氏度时,质量好的隔膜纸,会将细孔关闭,电化学反应终止或近乎终止,电流骤降,温度也慢慢下降,进而避免了爆炸发生。但是,细孔关闭率太差,或是细孔根本不会关闭的隔膜纸,会让电池温度继续升高,更多的电解液汽化,最后将电池外壳撑破,甚至将电池温度提高到使材料燃烧并爆炸。

  内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜,或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成。这些细小的针状金属,会造成微短路。由于,针很细有一定的电阻值,因此,电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生产过程造成,可观察到的现象是电池漏电太快,多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且,由于毛刺细小,有时会被烧断,使得电池又恢复正常。因此,因毛刺微短路引发爆炸的机率不高。这样的说法,可以从各电芯厂内部都常有充电后不久,电压就偏低的不良电池,但是却鲜少发生爆炸事件,得到统计上的支持。因此,内部短路引发的爆炸,主要还是因为过充造成的。因为,过充后极片上到处都是针状锂金属结晶,刺穿点到处都是,到处都在发生微短路。因此,电池温度会逐渐升高,最后高温将电解液气体。这种情形,不论是温度过高使材料燃烧爆炸,还是外壳先被撑破,使空气进去与锂金属发生激烈氧化,都是爆炸收场。

  但是过充引发内部短路造成的这种爆炸,并不一定发生在充电的当时。有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时,消费者就终止充电,带手机出门。这时众多的微短路所产生的热,慢慢的将电池温度提高,经过一段时间后,才发生爆炸。消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很烫,扔掉后就爆炸。

  综合以上爆炸的类型,我们可以将防爆重点放在过充的防止、外部短路的防止、及提升电芯安全性三方面。其中过充防止及外部短路防止属于电子防护,与电池系统设计及电池组装有较大关系。电芯安全性提升之重点为化学与机械防护,与电池芯制造厂有较大关系。