什么樣的情況下電池會發(fā)生爆炸?如何預(yù)防?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-04-17 20:36
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電池爆炸有以下幾種原因:
1) 外部短路超過電池的承受限度;
2) 過充電。充電電壓超過限定值(一般不超過6V);
3) 線路板失效;
4) 溫度過高(超過150℃);
8、造成電池短路有哪些因素?會造成什么樣的后果?
1) 外部導(dǎo)體直接連接電池的正負極;
2) 組裝時電池外部沖擊力導(dǎo)致內(nèi)部(微)短路;
3) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在不良(如極粉刺刺破隔膜后正負極相接)
如果電池外部接觸到任何金屬導(dǎo)體都有可能導(dǎo)致外部短路。Li-ion電池外部短路時可能導(dǎo)致外殼變形、漏液、起火,甚至爆炸。因為內(nèi)部電解液溫度上升,從而引起內(nèi)部氣壓上升,內(nèi)壓升高會沖破電池的安全閥,如果安全閥失效就會導(dǎo)致爆炸。鋰電池芯過充到電壓高于 4.2V 后,會開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高,危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓 高于 4.2V 后,正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半,此時儲存格常會垮掉, 讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。 如果繼續(xù)充電,由于負極的儲存格已經(jīng)裝滿了鋰原子,后續(xù)的鋰金屬會堆積于負極材料表面。這些鋰原子會由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜紙,使正負極短路。有時在短路發(fā)生前電池就先爆炸,這是因為在過充過程,電解液等材料會裂解產(chǎn)生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應(yīng),進而爆炸。
因此,鋰電池充電時,一定要設(shè)定電壓上限,才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 4.2V。鋰電芯放電時也要有電壓下限。當(dāng)電芯電壓低于 2.4V 時,部分材料會開始被破壞。又由于電池會自放電,放愈久電壓會愈低,因此,放電時最好不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間,所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此,3.0V 是一個理想的放電截止電壓。充放電時,除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過大時,鋰離子來不及進入儲存格,會聚集于材料表面。
這些鋰離子獲得電子后,會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶,這與過充一樣,會造成危險性。萬一 電池外殼破裂,就會爆炸。 因此,對鋰離子電池的保護,至少要包含:充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電 池組內(nèi),除了鋰電池芯外,都會有一片保護板,這片保護板主要就是提供這三項保護。但是,保護板的這三項保護顯然是不夠的,全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性,必須對電池爆炸的原因, 進行更仔細的分析。












