鋰電池爆炸原理
爆炸的原因類別:負(fù)極容量不足,水份含量過高,內(nèi)部短路,保護(hù)線路老化失效,過充,過放,外部短路,外部擠壓和暴力碰撞。
負(fù)極容量不足
當(dāng)正極部位對面的負(fù)極部位容量不足,或是根本沒有容量時,充電時所產(chǎn)生的部分或全部的鋰就無法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中,會析在負(fù)極的表面,形成突起狀“枝晶”,而下一次充電時,這個突起部分更容易造成鋰的析出,經(jīng)過幾十至上百次的循環(huán)充放電后,“枝晶”會長大,最后會刺穿隔膜紙,使內(nèi)部產(chǎn)生短路。電芯急劇放電,產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,高溫會使電解液分解成氣體,負(fù)極碳和隔膜紙燃燒,造成內(nèi)部壓力過大,當(dāng)電芯的外殼無法承受這個壓力時,電芯就會爆炸。
水份含量過高
水份可以和電芯中的電解液反應(yīng),生產(chǎn)氣體,充電時,可以和生成的鋰反應(yīng),生成氧化鋰,使電芯的容量損失,易使電芯過充而生成氣體,水份的分解電壓較低,充電時很容易分解生成氣體,當(dāng)這一系列生成的氣體會使電芯的內(nèi)部壓力增大,當(dāng)電芯的外殼無法承受時,電芯就會爆炸。
內(nèi)部短路
由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象,電芯大電流放電,產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會產(chǎn)生高溫,使電解液分解成氣體,造成內(nèi)部壓力過大,當(dāng)電芯的外殼無法承受這個壓力時,電芯就會爆炸。
激光焊時,熱量經(jīng)殼體傳導(dǎo)到正極耳上,使正極耳溫度高,如果上部膠紙沒有隔開正極耳及隔膜,熱的正極耳就會使隔膜紙燒壞或收縮,造成內(nèi)部短路,而形成爆炸。
高溫膠紙包住負(fù)極耳
客戶在負(fù)極耳點焊時,熱量傳導(dǎo)到負(fù)極耳上,如果高溫膠紙未貼好,負(fù)極耳上的熱量就會燒壞隔膜,造成內(nèi)部短路,形成爆炸。
貼底部膠未完全包住底部
客戶在底部鋁鎳復(fù)合帶處點焊時,會在底部殼壁產(chǎn)生大量的熱,傳導(dǎo)極芯的底部,如果高溫膠紙未完全包住隔膜,會燒壞隔膜,造成內(nèi)部短路,形成爆炸。
過充
電芯過充電時,正極的鋰過度放出會使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而放出的鋰過多也容易無法插入負(fù)極中,也容易造成負(fù)極表面析鋰,而且,當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時,電解液會分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。
外部短路
外部短路可能由于操作不當(dāng),或誤使用所造成,由于外部短路,電池放電電流很大,會使電芯的發(fā)熱,高溫會使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞,造成內(nèi)部短路,因而爆炸。
負(fù)極容量不足的工位
負(fù)極包不住正極,正負(fù)極分檔配對錯誤,負(fù)極壓片時壓死,負(fù)極顆粒,負(fù)極露箔,負(fù)極凹點,負(fù)極劃痕,負(fù)極暗痕,負(fù)極涂布不均,正極頭尾部堆料,正極涂布不均,正極敷料量偏大,正負(fù)極攪拌不均,負(fù)極來料容量偏低,正極來料容量偏高,負(fù)極容量不足。
水份含量過多的工位
封口太慢而吸潮,陳化時吸潮,電解液水份含量過大,注液前烘烤未烘干或吸潮,組裝烘烤時未烘干,涂布時正負(fù)極未烘干,正極打膠配料時吸潮,正極烘烤不充分,水份含量過高。
內(nèi)部短路的工位
貼底部膠未完全包住底部,高溫膠紙包住負(fù)極耳,上部膠位置不對,烘烤時溫度太高烘壞隔膜,激光焊短路電芯未檢出,組裝微短路電芯下流,組裝短路電芯未檢出,壓扁時壓力太大,隔膜紙有砂眼,卷繞不齊,負(fù)極鉚焊未拍平,有毛刺,正負(fù)極分小片毛刺,正負(fù)極分小片掉料,內(nèi)部短路。
過充可能的工位
用戶使用時充電器電壓偏大,檢測時個別點電壓偏大,檢測時電流設(shè)置過大,電芯容量不足,預(yù)充柜個別點電流過大,預(yù)充時電流設(shè)置過大,過充。
外部短路可能的工位
保護(hù)線路板失效,用戶在使用時正負(fù)極短路,電芯在周轉(zhuǎn)過程中打火,上電芯未對好,造成正負(fù)極接觸,外部短路。
總結(jié)
所有相關(guān)工位必須加強控制。
安全性為各項性能中最重要的。
當(dāng)與其它要求沖突時,優(yōu)先滿足安全性。
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