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防爆锂电池安全常识及爆炸类型分析

时间:2019-01-17 编辑:池龙新能源科技有限公司 游览:582次

锂是化学元素中最小和最活跃的金属。它体积小,容量密度高,深受消费者和工程师的欢迎。然而,化学性质太活跃并且具有非常高的风险。当锂金属暴露在空气中时,它会与氧气发生强烈的氧化反应而爆炸。为了提高安全性和电压,科学家们发明了高纯石墨和锂钴氧化物等材料来储存锂分子。这些材料的分子结构形成纳米的精细存储晶格,可用于储存锂原子。这样,即使电池壳体破裂并且氧气进入,氧原子也太大而不能进入这些细胞,因此锂核不会与氧气接触以避免爆炸。锂离子电池的这一原理使人们在实现安全的同时实现高电容。


电池芯爆炸的类型可以概括为外部短路、内部短路和过充电。电池的外部是指电池芯的外部,包括电池组绝缘设计不良引起的短路。


当铁芯外发生短路,电子元件无法切断电路时,铁芯内部会产生很高的热量,导致部分电解液汽化,电池外壳增大。当电池内部温度达到135℃时,微孔闭合,电化学反应终止或几乎终止,电流下降,温度缓慢下降,避免发生爆炸。然而,薄孔封孔率太低,或者隔膜纸上的细孔根本不闭合,会使电池温度继续升高,更多的电解液蒸发,最后电池外壳会被堵住。即使提高电池温度,使材料燃烧和爆炸内部短路,主要是由于铜箔和铝铂通过隔膜的毛刺,或锂原子网络晶体通过隔膜。这些细小的纤维金属会导致短路。因为针很细而且有一定的电阻值,所以电流不一定很大。



铜箔和铝箔毛刺是由过度生产引起的。所观察到的现象是电池漏电速度过快,大部分可由核心厂或线束加工厂进行筛选。而且,由于毛刺小,有时会烧掉,使电池恢复正常。因此,毛刺的小短路引起爆炸的概率并不高。这样的观点可以从核心厂开始,往往充电后不久就会出现电压差的电池,但爆炸事故很少,统计支持。因此,内部短路引起的爆炸主要是由于过充引起的.因为电极芯片上到处都是针状的锂晶体,穿刺点到处都是,微短路到处都是。结果,电池温度将逐渐升高,最终高温将产生电解液气体。在这种情况下,无论是在温度过高时材料燃烧和爆炸,还是首先支撑壳体,空气进入,金属锂被强烈氧化,即爆炸的结束。



然而,由充电引起的内部短路引起的这种爆炸不一定在充电时发生。有可能的是,当电池温度不足以使材料燃烧并且产生的气体不足以破坏电池外壳时,消费者终止充电并取出移动电话。此时,由许多微短路产生的热量缓慢地增加了电池的温度,并且在一段时间之后,发生爆炸。对消费者的一般描述是,当拿起电话时,手机被发现很热,并且在被扔掉后会爆炸。


基于以上类型的爆炸,我们可以重点预防过充、外部短路,提高堆芯的安全性。防过充和防外部短路属于电子保护,与蓄电池系统设计和蓄电池装配密切相关。化学和机械保护是提高电池安全性的关键,与电池生产厂家密切相关。