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锂电池真的容易爆炸吗?真正引起爆炸的原因是什么?

  锂想摆渡人   2020-02-12 次浏览

日常生活中,锂电池几乎随处可见,大到电动汽车,小到电脑主板电池,到一些由于锂电池而引起的各种安全事故,给人印象最深刻的莫过于锂电池产生的爆炸、起火等现象。


电池内部的设计还是存在一点缺陷的,当电池在充满电状态下,在存在缺陷处,电池温度上升、能量过剩,于是电解液分解产生气体,电池内压急剧上升而发生自燃或爆炸。在这种情况下,我们能做的选择较好的电芯,如聚合物锂电池。 智能手机、笔记本、充电宝以及类似的电子产品设备,出现的问题源于充电器或者锂电池。


现在可充电电池在狭小的空间内存储了大量电能。在电池按预想的模式运行时候,以受控的方式缓慢输出电力,如果某个原因导致电力迅速释放(比如说人为的短路),就会存在爆炸或者起火的风险。我曾经看到电池起过几次火,有些是故意的(做锂电池机械性能就会故意破坏),有些是意料之外的。



作为锂电池行业从业者,我认为有很多原因导致电池起火或者爆炸:

  

1、设计时正极过量,或者涂布不均,运输过程中振动导致极片错位,充电时有锂枝晶出现。

  

2、运输过程中振动导致极片错位,导致电极膨胀时通过壳体或连接片发生短路。

  

3、毛刺和粉尘,振动和膨胀造成隔膜短路。


4、隔膜不良。


5、点焊镍带时电流过大,将内部外层隔膜损伤或增加金属粉尘。


6、运输过程电压和温度造成SEI层的不稳定。

  

7、充电过充。电芯过充电时,正极的锂过度放出会使正极的结构发生变化,而放出的锂过多也容易无法插入负极中,也容易造成负极表面析锂,而且,当电压达到4.5V以上时,电解液会分解生产大量的气体


8、水分过高。水份可以和电芯中的电解液反应,生产气体,充电时,可以和生成的锂反应,生成氧化锂,使电芯的容量损失,易使电芯过充而生成气体,水份的分解电压较低,充电时很容易分解生成气体,当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大,当电芯的外壳无法承受时,电芯就会爆炸。


9、负极容量不足。 当正极部位对面的负极部位容量不足,或是根本没有容量时,充电时所产生的部分或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成突起状“枝晶”,而下一次充电时,这个突起部分更容易造成锂的析出,经过几十至上百次的循环充放电后,“枝晶”会长大,最后会刺穿隔膜纸,使内部产生短路。


10、内部短路。由于内部产生短路现象,电芯大电流放电,产生大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,这样电芯就会产生高温,使电解液分解成气体,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。


11、外部短路。外部短路可能由于操作不当,或误使用所造成,由于外部短路,电池放电电流很大,会使电芯的发热,高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全坏坏,造成内部短路,因而爆炸。


以上这些都是会造成锂电池包自燃的原因,当然影响锂电池出现安全问题的因素众多,比如使用劣质电芯,pack工艺不规范,用户使用不当等都会造成一定安全问题,但是我们也要清醒认识到,锂电池自燃毕竟只是极小概率事件,我们不能一棒子打死一群人,还是要从多方面考虑,尽量减少造成锂电问题的外部因素,希望有关从业者提高技术和检测能力。用户在使用过程中也要有所注意。

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