造成鋰電池鼓包、爆炸的原因究竟有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-09 20:59
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1、通氣孔堵塞
如果蓄電池加液蓋上的通氣孔堵塞或不暢通，在充電時間過長或充電電壓過高情況下產(chǎn)生的氣體將逐漸積累，從而導致蓄電池殼內壓力越來越大，最后導致蓄電池鼓漲。
2、充電時間過長
上面說過，當蓄電池充電電流過大或充電時間過長時會產(chǎn)生大量的氣體。另外，電流過大或充電時間過長還會導致電解液溫度迅速提高，而這也容易導致蓄電池鼓漲。
3、蓄電池極板發(fā)生硫化
如果蓄電池的極板發(fā)生硫化，那么在充電過程中，單格電壓及電解液溫度就會迅速升高，氣泡的產(chǎn)生較早，并且反應劇烈，這時候就很容易導致蓄電池鼓漲。
4、連續(xù)起動啟動馬達時間過長
當起動啟動馬達時，蓄電池要在很短的時間內向馬達提供很大的電流，而大的起動電流必然會引起蓄電池內部劇烈的化學反應，并會伴隨氣體的產(chǎn)生，當啟動馬達連續(xù)使用時間過長，則會加劇氣體的產(chǎn)生，這就增大了蓄電池漲裂的可能性。
5、蓄電池內極板極耳和極柱與匯流排焊接不牢固
當蓄電池內極板的極耳和極柱與匯流排焊接不牢固，如果大電流放電，焊接處會因接觸點過細或接觸不良而引起打火、燒蝕現(xiàn)象，這就會出現(xiàn)火花，把蓄電池產(chǎn)生的氫氧混合氣體點燃，從而導致蓄電池爆炸。
6、電解液粘度過大
如果電解液粘度較大大，那就容易導致滲入極板孔隙的速度慢，也會使得內阻增大，這樣放電中消耗在內阻上的電壓降也就增大。這就會引起電解液溫度迅速升高，并產(chǎn)生大量的氣體，從而使得蓄電池內部的氣體壓力增大，導致蓄電池鼓漲。
7、電解液量過少
相信大家都知道，蓄電池在使用一段時間后就會導致電解液減少，此時就需要添加電解液或蒸餾水。電解液減少后充電過充就會發(fā)生蓄電池鼓漲現(xiàn)象，甚至還會引起爆炸。
8、充電機損壞
當充電機或者是發(fā)動機上的發(fā)電機損壞時，其電流或電壓有可能忽大忽小，這就容易導致蓄電池中發(fā)生劇烈反應，從而產(chǎn)生大量的氣體，繼而導致蓄電池鼓漲。
如何預防蓄電池鼓漲
1、控制好電壓、電流。上面說過，過大電壓或電流容易導致蓄電池鼓漲，所以要控制好電壓、電流。
2、盡量控制好充電時間，不讓充電時間過長，防止過充。
3、選用較好的充電機或者經(jīng)常檢查發(fā)動機上的發(fā)電機，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時檢修或更換，避免造成蓄電池鼓漲。
4、在充電過程中，要保證各接線點牢固，因為接線點松動的話會產(chǎn)生火花，這就為蓄電池鼓漲造成了隱患。
5、通氣孔保證及時暢通。在平常的維護保養(yǎng)中，及時清理蓄電池周圍的雜質。
6、提前查看蓄電池外殼是否有裂痕、電解液是否滲漏。因為電解液一旦滲漏，其有可能會滲透到電纜或電路中，從而造成連電現(xiàn)象，產(chǎn)生火花。
7、及時排除蓄電池內部短路和電極板硫化。蓄電池內部短路會產(chǎn)生火花，從而引爆氫氧混合氣體，而電極板硫化則會使得蓄電池內部產(chǎn)生大量氣體。所以，平常我們應該及時檢查蓄電池內部是否短路，是否有硫化現(xiàn)象。
8、禁止在蓄電池的正負極柱上用金屬物如電纜等打火，這樣容易引起空氣重的氫氧氣體發(fā)生爆炸，嚴重者甚至會危害到人身安全。
9、檢修用電設備時應先將蓄電池內部的易燃氣體排除，因為在檢修用電設備時，難免會產(chǎn)生火花或者是導致蓄電池有較大電流產(chǎn)生，而這也是一大安全隱患。
10、及時檢查電解液量的多少及密度。這樣會在很大程度上保護蓄電池，防止蓄電池鼓漲。
11、起動發(fā)動機時，盡量避免長時間連續(xù)起動。
鋰電池主要材料構成：正極材料、負極材料、電解液、隔膜（隔離材料）
電池簡易結構
正極
從電池重量構成上來看，正極材料占有較大比例（一般在70%~80%）,因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。正極材料占鋰離子電池成本30%~40%，也直接影響鋰電池包的能量密度和性能。
負極
負極材料是由相對于正極電勢更低的材料構成，并具有高比容量和較好的充放電可逆性，從而在嵌鋰的過程中保持良好的尺寸和機械穩(wěn)定性（不發(fā)生嚴重變形）。負極材料主要影響鋰電池的效率、循環(huán)性能等，負極材料的性能也直接影響鋰電池的性能，負極材料占鋰電池總成本10~20%左右。負極材料種類上，包括碳系負極、非碳性負極。
電解液
電解液在正極與負極之間起到運輸電荷的作用（類似與無線電中的載波），具有較高的離子電導率，一般應達到1x10-3~2x10-2 S/cm。它影響著鋰電池包的能量密度、寬溫應用、循環(huán)壽命、功率密度、安全性能等因素。
隔膜
隔膜有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導率，對鋰離子有很好的透過性，對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力，保持離子導電性，同時具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離，此外應有足夠的穿刺強度、拉伸強度等力學性能及耐電解液腐蝕性和足夠的電化學穩(wěn)定性。動力電池對隔膜的要求更高，通常采用復合膜。
鋰電池工作原理：
鋰電池是一種充電電池，主要依靠鋰離子在正極與負極之間的往返嵌入和脫嵌來工作，實現(xiàn)能量的存儲和釋放。
1、充電過程
在電場的驅動下鋰離子從正極晶格中脫出，經(jīng)過電解質，嵌入到負極晶格中。
電壓低于3V，要先進行預充電，充電電流為設定電流的1/10，電壓升到3V后，進入標準充電過程。標準充電過程為：以設定電流進行恒流充電，電池電壓升到4.20V時，改為恒壓充電，保持充電電壓為 4.20V。此時，充電電流逐漸下降，當電流下降至設定充電電流的1/10時，充電結束。 這是一般的鋰電池充電的一個過程，如果鋰電池存在于智能設備中，它的充電模式將會受到智能設備軟件的控制。
2、放電過程
放電過程正好與充電過程相反，鋰離子在電場作用下返回正極，電子通過外電路到達正極與鋰離子復合。電池放電，此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上，正鋰離子Li+從負極“跳進”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達正極，與早就跑過來的電子結合在一起。
通過了解鋰電池的充放電過程，我們可以從微觀上理解，電池的容量其實就是電池所包含電荷的量。電流越大，放電速度越快，電池使用的時間就越短。
為什么電池在正常使用或者長時間不使用會出現(xiàn)鼓包的現(xiàn)象呢？
在充放電的過程中出現(xiàn)鼓包的現(xiàn)象有兩種：
一．過充導致的鼓包
過度充電會導致正極材料里的鋰原子全部跑到負極材料里面，導致正極原本飽滿的柵格發(fā)生變形垮塌，這也是鋰電池電量下降的一個主要原因。在這個過程中，負極的鋰離子越來越多，過度堆積使得鋰原子長出樹樁結晶，使得電池發(fā)生鼓脹。
二．過放導致的鼓包
在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過程中，電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應，形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。形成的鈍化層膜能有效地阻止電解液分子的通過，但Li+ 卻可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出，具有固體電解質的特征，因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質界面膜”( solid electrolyte interface) ，簡稱SEI。SEI膜對負極材料會產(chǎn)生保護作用，使材料結構不容易崩塌，并且可以增加電極材料的循環(huán)壽命。SEI膜并非一成不變，在充放電過程中會有少許的變化，主要是部分有機物會發(fā)生可逆的變化。電池過度放電后使得SEI膜發(fā)生可逆性破環(huán)，保護負極材料的SEI破壞后使得負極材料崩塌，從而形成鼓包現(xiàn)象。
