影響鋰離子電池安全性的內部因素是什么
來源:寶鄂實業(yè)
2019-11-25 10:07
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1、材料。
(1)正極材料的熱穩(wěn)定性及其與電解液反應活性。大部分正極材料處于放電狀態(tài)時具有良好的熱穩(wěn)定性,在充電狀態(tài)時表現(xiàn)出熱不穩(wěn)定性。在沒有與電解液接觸時,充電態(tài)正極材料放熱的原因主要由于晶型的轉變,與有機電解液接觸后,充電態(tài)正極與電解液反應,使電解液被氧化從而放出大量的熱。(2)負極材料的安全性。負極材料應該具有良好的化學穩(wěn)定性,能夠與電解質形成SEI 膜并且不與電解液等發(fā)生反應,否則反應產生的大量熱量可能會導致電池爆炸。(3)電解液的組成。電解液在電池內部正、負極之間承擔傳遞電荷的作用,要求導電率高,而且電解液的化學性質必須穩(wěn)定,使儲存期間電解液與活性物質界面之間電化學反應速率最小,這樣電池的自放電容量損失就小。目前鋰電池電解液中會含一定量的酸性物質HF,正極材料有被溶解侵蝕的可能,正極材料溶解,電池的內阻會增加,熱穩(wěn)定性差容易引發(fā)安全隱患。(4)隔膜的選擇。當電芯內溫度接近聚合物隔膜的熔點時,聚合物基體離子傳導聚合物膜熔化,孔洞會因此被阻塞,變成了無孔的絕緣層,電池內阻急速上升,通過電池的電流受到限制;當溫度繼續(xù)升高至超過聚合物膜的熔點時,聚合物膜進一步熔化,導致正負極直接相通,發(fā)生內部短路,最終引起電池爆炸。所以,在隔膜的選擇上應考慮隔膜的熔點、厚度、孔隙率等問題。
2、電池結構設計的合理性。
鋰離子電池通常采用在電池上設置安全閥、熱敏電阻、設計保護電路等對其進行安全保護。保護電路是多種電子元器件組成的PCB 電路,控制電池充放電過程,防止電池過充放,其中的各個元器件都存在失效的可能性,一旦保護電路失效,電芯出現(xiàn)事故的幾率就會大大增加。
3、制作工藝。
制作工藝上有很多值得注意的細節(jié),這些細節(jié)很容易造成安全隱患,譬如:極片毛刺、極粉脫落等會使刺穿隔膜導致內部短路;電芯極耳過長與極片或與外殼接觸造成短路;極耳壓迫卷芯,導致正負極短路,引起電芯發(fā)燙,嚴重時會導致爆炸;在制作過程中正負極用料量不合適會造成析鋰,刺破隔膜容易導致內部短路等。同時,應避免使用二次電池,以免發(fā)生短路等安全事故。
















