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锂电池发生鼓胀或爆炸原因简析

文章出处:迈烽科技网责任编辑:作者:罗先生人气:发表时间:2018-03-07 08:33
锂电池发生鼓胀或爆炸原因简析

  自可充电锂电池问世以来,锂电池的爆炸一直是制约锂电池发展的重要原因,同时也是关系到人身安全的问题。锂电池的过充,过放都会对锂池产生鼓胀爆炸,那么锂电池为什么在过充,过放会鼓胀爆炸呢?鼓胀的过程可不可以控制呢,如何减轻其鼓胀的,小编结合多年对锂电池的了解,在这里解说下锂电池鼓胀爆炸,有不当之处还请指出,互相交流。

  锂电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。放电时,整个程序倒过来。为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,防止危险发生。
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  锂电池电压高于4.2V后,会开始产生副作用。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。锂电池电压高于4.2V后,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。
  如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸,使正负极短路。

  有时在短路发生前电池就先爆炸,这是因为在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂,让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。
因此,锂电池充电时,一定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。
锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时,部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电,放愈久电压会愈低,因此,放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间,所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此,3.0V是一个理想的放电截止电压。 

 

  充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集于材料表面。这些锂离子获得电子后,会在材料表面产生锂原子结晶,这与过充一样,会造成危险性。万一电池外壳破裂,就会爆炸。

  因此,对锂离子电池的保护,至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内,除了锂电池芯外,都会有一片保护板,这片保护板主要就是提供这三项保护。但是,保护板的这三项保护显然是不够的,全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性,必须对电池爆炸的原因,进行更仔细的分析。

  以上讲到了不正当使用锂电池所导致的鼓胀与爆炸原因,除此之外还有极片吸水与电解液发生反应而产生气体、电解液本身的质量问题、电池内部微短路、壳体缺陷等原因。
  通过以上的了解,您应该对锂电池保护板的原理,元器件有了更多的了解,如您还有其他疑问,不妨联系我们的在线客服:0769 82862330
 
此文关键字:锂电池

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