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锂电池为什么会爆炸

  • 作者:James
  • 来源:http://www.jaskeyworld.com/
  • 发布日期:2016-09-20

近来三星手机Note7电池爆炸事件成了热门事情,消费者对电池安全也越来越重视了。为什么锂电池会爆炸呢,有哪些原因会造成电池爆炸呢?

什么是锂电池

所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”,俗称“锂电池”。

锂电池的内部构造其实很简单,是由正极锂化合物、中间的电解质膜及负极碳组成。当电池充电时,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入,放电时反之。一般采用嵌锂过渡金属氧化物做正极。

 

什么叫什爆炸:

物质由一种状态迅速地转变为另一种状态,并瞬间以机械功的形工放出大量能量的现象称为爆炸。爆炸时由于压力急剧上升而对周围物体产生破坏作用。爆炸的特点是具有破坏力 产生爆炸声和冲击波。

 

爆炸的原因类别分析:

1.负极容量不足:充电时产生的锂不能插入负极石墨间层结构中而是析在负极表面形成突起“枝晶”经过几十至上百次的循环充放电后“枝晶”会长大,最后会刺破隔膜纸使内部产生短路。电芯急剧放电产生大量的热,电解液会解成气体,负极碳和隔膜纸燃烧,造成内部压力过大,当电芯外壳无法承受压力时就会产生爆炸。

2.水份含量过高:水分与电解液反应会产生气体,充电时生成氧化锂,使电芯的容量损失易造成过充产生气体,一系列的生成气体使电芯内部压力增大,当电芯外壳无法承受压力时电池就会爆炸。

3.内部短路:电池内部短路电芯就会大电流放电产生大量的热量烧坏隔膜,造成更大的短路电芯产生高温,使电解液分解成气体造成内部压力过大,当电芯外壳无法承受压力时就会爆炸。

4.过充:电芯过充电时正极的锂过度放出使正极的结构发生变化,放出过多的锂无法插入负极中容易造成负极表面析锂形成“枝晶”刺破隔膜造成内部短路,过充电压达到4.5V以上时电解液会产生大量气体造成爆炸。

5.外部短路:导到电池放电电流很大使电芯发热,高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全破坏造成内部短路产生爆炸。

 

锂电池在设计生产过程中哪些情况会造成爆炸:

1.劣质锂电池生产长生在涂布,卷绕过程中生产洁净度和干燥度不够,让太多水分和杂志进入电池,从而导致爆炸。

2.锂电池使用的电解液不合格在一定条件下分解水分而导致爆炸。

3.粘结剂不合格,产生掉粉,形成毛刺造成隔膜穿刺,内部短路,最后导致锂电池爆炸。

4.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。

5.激光焊时,热量经壳体传到正极耳,如果上部胶纸没有隔开正极耳及隔膜,热的正极耳就会使膜纸烧坏或收缩造成内部短路产生爆炸。

6.负极耳点焊时,热量传到负极耳上,如果高温胶纸未贴好,负极耳上的热量会烧坏隔膜造成内部短路产生爆炸。

7.底部铝镍复合带处点焊时,底部壳壁会产生大量的热传到极芯底部,如果高温胶纸未完全包住隔膜就会烧坏隔膜造成内部短路产生爆炸。

8.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。

9.铝壳或钢壳焊接强度不够,充电内压升高时焊接处撑裂,空气中的氧气与沉积在负极表面的锂金属反应,放热,燃烧而导致爆炸。