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真正引起锂电池爆炸的原因你知道是什么吗?

来源:宝鄂实业    2019-06-19 16:51    点击量:
日常生活中,锂电池几乎随处可见,大到电动汽车,小到电脑主板电池,到一些由于锂电池而引起的各种安全事故,给人印象最深刻的莫过于锂电池产生的爆炸、起火等现象。电池内部的设计还是存在一点缺陷的,当电池在充满电状态下,在存在缺陷处,电池温度上升、能量过剩,于是电解液分解产生气体,电池内压急剧上升而发生自燃或爆炸。在这种情况下,我们能做的选择较好的电芯,如聚合物锂电池。 智能手机、笔记本、充电宝以及类似的电子产品设备,出现的问题源于充电器或者锂电池。
 
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现在可充电电池在狭小的空间内存储了大量电能。在电池按预想的模式运行时候,以受控的方式缓慢输出电力,如果某个原因导致电力迅速释放(比如说人为的短路),就会存在爆炸或者起火的风险。我曾经看到电池起过几次火,有些是故意的(做锂电池机械性能就会故意破坏),有些是意料之外的。
锂电池爆容易爆炸吗?真正引起爆炸的原因是什么?
作为锂电池行业从业者,我认为有很多原因导致电池起火或者爆炸:
  
1、设计时正极过量,或者涂布不均,运输过程中振动导致极片错位,充电时有锂枝晶出现。
  
2、运输过程中振动导致极片错位,导致电极膨胀时通过壳体或连接片发生短路。
  
3、毛刺和粉尘,振动和膨胀造成隔膜短路。
 
4、隔膜不良。
 
5、点焊镍带时电流过大,将内部外层隔膜损伤或增加金属粉尘。
 
6、运输过程电压和温度造成SEI层的不稳定。
  
7、充电过充。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
 
8、水分过高。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。
 
9、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。
 
10、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。
 
11、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。1、设计时正极过量,或者涂布不均,运输过程中振动导致极片错位,充电时有锂枝晶出现。1、短路会导致爆炸,密闭的内部短路,可以短时间让电池产生高温并让内部的液体以及少量的蒸汽膨胀新城大量气体,来不及从泄气阀中排除从而短时间形成高温高压,从而爆炸就发生了。
 
2、某些劣质小厂生产的锂电池,也会导致爆炸。劣质锂电池生产厂商在涂布,卷绕过程中生产洁净度和干燥度不够,让太多水分和杂质进入电池,从而导致爆炸。
 
3、电解液不合格也会导致爆炸。锂电池使用的电解液不合格在一定条件下分解水分而导致爆炸。
 
4、粘结剂不合格,也会导致锂电池爆炸。粘结剂不合格,产生掉粉,形成毛刺造成隔膜穿刺,内部短路,最后导致锂电池爆炸。
 
5、过充产生的热失控,锂电池一旦过充,电压会快速上升,最后导致爆炸。这个跟充电器和BMS厂家有直接关系。
 
锂电池内部主要是由电芯与保护板构成,发生爆炸事故大都是锂电池保护板的原因,保护板主要提供过充电、过放电和短路保护,如果保护板做得好的话,电压、电流引起的各种问题都可以被保护板排除掉,但是现在很多做PACK(锂电池加工、组装)的一般采用非常廉价的方案,这样的结果是一旦在充电过程中出现一些问题很容易造成保护板失效,比如电流过大引起短路发生爆炸。