剖析锂电芯爆炸鼓包原因
来源:宝鄂实业
2019-08-03 10:40
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、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。
二、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。
1、电动车充电器暴露在高温之下给电池充电,充电器参数漂移。夏季全国普遍高温,很多电动车用户夏季在给电池充电式,没有注意到充电器的降温,当充电器给电池充电时本身发热,如果再暴露在高温下,容易导致充电器参数漂移。特别是一些质量比较差的充电器,高温下出现这参数漂移的情况则比较普遍,当电池已经充满电时,出现参数漂移的充电器不能及时转灯,还在给电池充电,多次之后,电池自然容易充鼓。
2、电动车一停下来就给电池充电,电池还未来得及降温。电动车在骑行状态下,电池本身就会发热,再加上天气炎热,电池的温度甚至可以达到70℃以上,在这时给电池充电会加剧电池的失水,减少电池的使用寿命,加剧电池冲鼓的风险。
3、在太阳直射的条件下给电池充电,加剧电池失水。电池在充电过程中也会发热,如果在太阳直射的情况下充电,也会导致电池失水,对电池造成损伤,进而造成鼓包。
天热的时候给电动车充电,尽量选在阴凉处或选择在傍晚的时候给电动车充电。目前电池厂家对电池鼓包的处罚力度比较大,电池一旦鼓包就可能面临降价处罚,平时在销售电动车和换电池时,多给顾客提个醒,同时也是减少自己的麻烦。