锂离子电池电芯爆炸的原由是什么?
来源:宝鄂实业
2022-06-01 12:21
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锂离子电池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,蕴含了电池包内部绝缘设计不良等所引起的短路。
锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。锂金属暴露在空气中时,会与氧气萌生猛烈的氧化反应而爆炸。
当电芯外部发生短路,电子组件又未能切断回路时,电芯内部会萌生高热,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,会将细孔封闭,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,细孔封闭率太差,或是细孔根本不会封闭的隔膜纸,会让电池温度持续升高,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。
综合以上爆炸的类型,我们可以将防爆重点放在过充的戒备、外部短路的戒备、及提升电芯安全性三方面。其中过充戒备及外部短路戒备属于电子防护,与锂离子电池系统设计及电池包装有较大关系。电芯安全性提升之重点为化学与机械防护,与锂离子电池芯制造厂有较大关系。
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