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锂电池容易爆炸燃烧的主要原因有哪些?

来源:宝鄂实业    2019-07-08 17:39    点击量:
简单来说,锂电池(包括18650和锂聚合物)的内部都是由正极材料(如LiCoO2,均匀的涂布在铝箔上)、电解质(电解液)、隔离膜和负极材料(多为石墨,均匀的涂布在铜箔上)构成。
其中,正极材料将影响同体积电池的能量密度,现阶段智能手机电池只能在3000mAh到4000mAh容量之间晃荡,就是因为没有更经济的可以明显提升能量密度的正极材料所致。想实现超过5000mAh的电池?不是不成,那就必须增加电池体积,最终导致手机变厚变重。
 
关键的地方来了,隔离膜虽然不起眼,而且对锂电池的性能没有半点增益效果,但它却是锂电池中最至关重要的核心。原因就是,隔离膜扮演着锂电池体内的“防爆墙”的角色。
 
在锂电池的充放电过程中,正极与负极是绝对不能接触的,否则就会出现短路,造成电池异常发热。好一点的情况是导致电池鼓包,而差一点的情况,就是燃烧甚至爆炸。
 
充电宝的电池多以18650电芯或锂聚合物电芯组成,而智能手机则都是锂聚合物电芯。反正无论是什么电芯,它们最怕的就是穿刺或大幅度的形变,因为在这两种极端的情况下,锂电池内部的隔离膜有一定几率会出现破损。
 
隔离膜一破,就为正负极材料之间的“不友好”访问奠定了坚实的基础。如果你手欠,本着科学实验的态度用金属的刀片或剪刀尖刺破锂电池,则会直接导致正负极材料的接触而短路。
 
电池内部的短路,会瞬间产生大量的热量,而电池内部的电解质和电解液在高温条件下会被电解从而产生气体,从而引起电池鼓包,当压力升高到一定量后则会冲破电池外壳(18650的铝壳或锂聚合物电池的铝膜)。
 
这还没完,当锂电池中的正极材料与空气接触时有一定几率会引起燃烧,如果是锂聚合物电池则会点燃电解质,产生强烈火焰;如果是18650电芯则会引燃电解液,气体极速膨胀发生爆炸。
 
理论上讲,正规锂电池在出厂前都会进行刺穿认证,使用一定直径的压力机针刺穿电池而不起火不爆炸,只有经过这个测试才能量产出厂。但是,电池因挤压、碰撞、穿刺、变形而引起短路,因短路而引起高热、因高热而触发燃烧,这里面的每一步都是小概率事件,只有同时满足几个小概率事件才会引起严重的爆燃事故。