锂电池有哪些安全隐患?锂电池爆炸的原因有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-04-17 12:26
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品牌手机的电池本身存在问题较为少见,电池本身有问题多出现在翻新机或者二手机中。二手机或者翻新机为了节约成本,在手机配置中倾向于选择成本较低的劣质电池。这些电池成本低、杂质过多、设计工艺不过关、自爆的风险较大。
电芯长期过充:长时间充电状态下,过充、过电流也会导致高温高压,发生隐患。锂电池在特殊温度、湿度及接触不良等状况下可能瞬间放电而产生大量的电流,发生自燃或爆炸情况。
电池短路:当手机处在高温状态,或受到撞击、金属摩擦等情况时,可能会造成电池短路,发生爆炸。
充电导致电池爆炸:边充电边玩手机,一边玩儿一边充电会导致充电时间变长,长时间充电,就会导致手机温度升高,更容易爆炸。
充电器与电池不配:一般手机都有原配充电器。型号不对的充电器容易造成电池事故。苹果手机只接受原装充电器充电,这样很大程度上就减轻了电池自爆发生的几率。
温度过高:温度过高是指电池内部热量达到了极限,长时间充电、高温照射、烘烤都容易造成电池温度过高。在我国南方,一般家庭冬天都会使用电烤炉,很多人喜欢在电烤炉边边烤火边玩儿手机,这样也是很危险的。
热失控:锂离子电池之所以会有爆炸的危险,是由于在电池内部的反应中一个叫“热失控”的过程。“热失控”是一个能量正反馈循环过程:升高的温度会导致系统变热,系统变热升高温度,这反过来又让系统变得更热。以上原因如电池短路,环境温度过高,经常过充,未经授权改装外壳等等,都会引起锂离子电池出现热失控,最终可能产生起火或者爆炸。
但是也不要太担心,你的电子设备并不是一个滴答作响的定时炸弹。只要平时有合理使用,锂电池就会安全、可靠地工作。每当电量降到50%的时候,你就应该给它充充电。锂离子没有记忆效应,但是电压过低会让它们严重受损。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。一.外部短路
外部短路可能由于操作不当,或误使用所造成,由于外部短路,电池放电电流很大,会使电芯的发热,高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全坏坏,造成内部短路,因而爆炸。外部短路可能的工位:
² 上电芯未对好,造成正负极接触;
² 电芯在周转过程中打火;
² 用户在使用时正负极短路;
² 保护线路板失效。
二.内部短路
由于内部产生短路现象,电芯大电流放电,产生大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,这样电芯就会产生高温,使电解液分解成气体,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。内部短路的工位:
² 正负裁大片毛刺;正负极分小片掉料;负极铆焊未拍平,有毛刺;
² 卷绕不齐;上部胶位置不对;高温胶纸包住负极耳;贴底部胶未完全包住底部;
² 隔膜纸有砂眼;烘烤时温度太高烘坏隔膜;
² 压扁时压力太大;
² 组装短路电芯未检出;组装微短路电芯下流;激光焊短路电芯未检出;
三.过充
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:
² 预充时电流设置过大;预充柜个别点电流过大;检测时电流设置过大;
² 电芯容量不足;
² 检测时个别点电压偏大;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。负极容量不足的工位: