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影响锂离子电池安全性的内部因素是什么

来源:宝鄂实业    2019-11-25 10:07    点击量:
1、材料。
    (1)正极材料的热稳定性及其与电解液反应活性。大部分正极材料处于放电状态时具有良好的热稳定性,在充电状态时表现出热不稳定性。在没有与电解液接触时,充电态正极材料放热的原因主要由于晶型的转变,与有机电解液接触后,充电态正极与电解液反应,使电解液被氧化从而放出大量的热。(2)负极材料的安全性。负极材料应该具有良好的化学稳定性,能够与电解质形成SEI 膜并且不与电解液等发生反应,否则反应产生的大量热量可能会导致电池爆炸。(3)电解液的组成。电解液在电池内部正、负极之间承担传递电荷的作用,要求导电率高,而且电解液的化学性质必须稳定,使储存期间电解液与活性物质界面之间电化学反应速率最小,这样电池的自放电容量损失就小。目前锂电池电解液中会含一定量的酸性物质HF,正极材料有被溶解侵蚀的可能,正极材料溶解,电池的内阻会增加,热稳定性差容易引发安全隐患。(4)隔膜的选择。当电芯内温度接近聚合物隔膜的熔点时,聚合物基体离子传导聚合物膜熔化,孔洞会因此被阻塞,变成了无孔的绝缘层,电池内阻急速上升,通过电池的电流受到限制;当温度继续升高至超过聚合物膜的熔点时,聚合物膜进一步熔化,导致正负极直接相通,发生内部短路,最终引起电池爆炸。所以,在隔膜的选择上应考虑隔膜的熔点、厚度、孔隙率等问题。
2、电池结构设计的合理性。
    锂离子电池通常采用在电池上设置安全阀、热敏电阻、设计保护电路等对其进行安全保护。保护电路是多种电子元器件组成的PCB 电路,控制电池充放电过程,防止电池过充放,其中的各个元器件都存在失效的可能性,一旦保护电路失效,电芯出现事故的几率就会大大增加。
3、制作工艺。
    制作工艺上有很多值得注意的细节,这些细节很容易造成安全隐患,譬如:极片毛刺、极粉脱落等会使刺穿隔膜导致内部短路;电芯极耳过长与极片或与外壳接触造成短路;极耳压迫卷芯,导致正负极短路,引起电芯发烫,严重时会导致爆炸;在制作过程中正负极用料量不合适会造成析锂,刺破隔膜容易导致内部短路等。同时,应避免使用二次电池,以免发生短路等安全事故。