服务热线
0755-27389191
来源:网络 作者:昂佳科技 点击:次 2022-08-05 14:24:12
锂离子电池因其比能量高、工作电压高、体积小、重量轻,已成为移动通信和笔记本电脑等便携式电子产品的主要电源之一。但是,由于锂离子电池在充放电过程中使用不当,会有膨胀、燃烧或爆炸的风险;特别是在恶劣条件下(如加热、过充电、短路、振动、挤压等),电池会燃烧、爆炸,甚至造成人身伤害。因此,研究锂离子电池的爆炸机理对提高锂离子电池安全性具有重要意义。
锂离子电池燃烧或爆炸的可能性主要如下:
1、 当锂离子电池被加热时,电池内部的反应就像一条反应链,每个反应相互促进,依次进行。首先,SEI膜的分解释放热量,从而加热电池,促使负极和溶剂之间的反应释放更多热量,导致负极和粘合剂之间的反应以及溶剂的分解。然后,正极开始热分解反应,释放出大量热量和气体,最终导致电池燃烧或爆炸。
2、 锂离子电池充电初期,电流通过电池时,部分电能转化为热能,欧姆极化也产生部分热量,但电池表面温度上升缓慢;当电池充满电时,锂离子的连续插入反应变成锂金属在负极表面上的沉积,并且溶剂被氧化(由过充电引起的溶剂的氧化反应释放的热量远高于可逆状态下锂离子与溶剂的反应释放的热),并且释放的热量加热电池;随着电池温度的升高,锂金属和溶剂之间的反应以及嵌锂碳和溶剂之间发生的反应接踵而至,热量失控,伴随着溶剂的分解以及粘合剂和锂金属之间的反应。
3、 短路、针灸和撞击对锂离子电池造成的伤害大致相同。如果发生短路,电流通过蓄电池时会产生大量热量,加热蓄电池,将蓄电池温度升高到正极分解温度,进而导致蓄电池热量失控;当针刺速度非常快时,会导致针刺部位局部短路,产生大量热量,将电池内部温度升高至正热分解温度;当锂离子电池受到冲击时,电极上的过电压损失产生热量,促进溶剂和负极之间的反应,释放的热量进一步加热电池,促进正极的热分解反应,导致热量失控。
4、 锂离子电池的设计
正负电极的容量比:电池在使用过程中会受到不同程度的损坏,因此要求负极的锂离子空间自始至终都要大于正极的锂离子间隙。如果设计中未考虑负极余量的大小,锂会被分离,隔膜会被刺穿,并会导致短路。
B尺寸:电池隔膜随着极片的宽度而收缩。当隔膜收缩过大时,极靴将导致短路。
C放电电流:根据产品在设计期间使用的放电电流,设计极片的面积密度和压实极耳的类型。当表面密度过高,压实度过高,且极耳截面较小时,大电流放电会产生锂析出,产生大量热量,并导致电池爆炸。
D防爆结构:当电池内部压力达到一定压力时,利用排气减压功能防止电池外壳爆炸。目前,有切口防爆和排气阀部件。
E保护系统:保护电池免受过充电、放电、过电流和短路。
免责声明:本站部分图片、内容来源于网络,不代表本站观点,如有侵权,请联系删除,谢谢!
上一篇: 铅酸电池和锂电池哪一个更好