鋰電池內(nèi)部短路主要的原因有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-19 06:38
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鋰電池巨頭索尼公司的鋰電池造成數(shù)起戴爾牌筆記本電腦爆炸起火，引起美、日官方的重視。稍后，盡管采用了非常安全的A123磷酸鐵鋰電池，美國(guó)的豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車(chē)經(jīng)第三方改裝后在行駛時(shí)燒毀。2011年，在杭州、上海及深圳都有新能源出租車(chē)及大巴燒毀事件。
顯然，即使采用鋰電池家族中最安全的磷酸鐵鋰體系，依然無(wú)法避免安全事故的發(fā)生。
從化學(xué)原理上進(jìn)行分析，鋰電池的安全性比汽油還差。汽油儲(chǔ)存在密閉的金屬容器內(nèi)，如果不同時(shí)發(fā)生泄漏（汽油和空氣接觸）和遇到明火（或者火星，引發(fā)作用）這兩個(gè)條件，是非常安全的；而鋰電池的能量則儲(chǔ)存于一層薄薄的隔膜兩側(cè)，氧化劑（正極活性物質(zhì)）、還原劑（負(fù)極活性物質(zhì)）在發(fā)生內(nèi)部短路（引發(fā)作用）的情況下，將同時(shí)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，急劇發(fā)熱，并可能起火、燃燒、爆炸，對(duì)于有機(jī)溶劑體系的鋰電池來(lái)說(shuō)就更容易燃燒一些。
在鋰電池的眾多失效模式中，單體電池內(nèi)部短路無(wú)疑危害最大，最難以預(yù)測(cè)和分析，沒(méi)有辦法通過(guò)外部控制電路來(lái)進(jìn)行保護(hù)。內(nèi)部短路造成的高溫、高阻、還很容易造成電池組的連鎖反應(yīng)。
目前廣泛認(rèn)為單體電池內(nèi)部短路的原因可能有：
1）吸附在隔膜表面或者單體電池殼體頂部、底部的粉塵。制造環(huán)境、工藝控制不良的情況下，會(huì)形成大量的正/負(fù)極片粉塵和焊接引起的金屬粉塵，并通過(guò)靜電作用吸附在隔膜表面。極片本身不夠光滑，粉體粘結(jié)強(qiáng)度不夠，本身也會(huì)造成這種問(wèn)題。
2）卷繞/疊片時(shí)形成的正/負(fù)極片錯(cuò)位。
3）金屬焊點(diǎn)、極片邊緣有毛刺。
4）隔膜兩側(cè)形成鋰枝晶，由于不均勻反應(yīng)造成的局部電化學(xué)反應(yīng)或過(guò)充電而形成鋰枝晶。
5）電解液分布不均勻造成正/負(fù)極片利用率不一致。
6）材料本身的問(wèn)題。材料純度不高、與電解液相容性不好、正極金屬材料不耐高電壓、負(fù)極金屬材料與鋰形成合金，都可能形成雜質(zhì)沉積或鋰枝晶。
