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锂离子电池的爆炸、漏液该采取什么措施

钜大LARGE  |  点击量:2215次  |  2020年11月11日  

1、隔膜的遮断电流防止电池的安全隐患起了关键用途,隔膜是短路情况下的保护带,即隔膜在大约130度时电阻会突然增大,从而阻止锂离子在之间传输,隔膜在130度以上时,其保护带越安全。


电池使用不当(如短路、过充等)致使其温度的升高将使得隔膜的电阻可能新增2~3个量级。隔膜不仅要求在130℃左右能够电流遮断,而且要求其在更高的温度下能够保持其软化完整性,高温的软化完整性关于在长时间的过充或者是长时间暴露在高温环境下的电池安全性能来说同样十分重要。


电池充电控制系统未能即时正确地反馈电池电压时或者电池充电器损坏等原因,这时候电池就会存在过充电现象。当过充电发生时,在正极材料中的锂离子继续被脱出而嵌入到负极材料中去,假如达到了碳负极嵌锂的最大限度时,那么多余的锂则会以金属锂的形式沉积在碳负极材料上,这样使得电池的热稳定性能大大降低。因为焦耳热是与I2R成正比的,所以在较高的倍率充放条件下,出现的热量就会大量的新增。随着温度的升高,电池内部的几个放热反应(如锂和电池电极间的反应,正负极材料的热分解反应以及电解液的热分解反应等)可能发生。隔膜的电流遮断功能在电池温度达到聚乙烯的熔点附近时发生用途。隔膜的微孔一旦由于其软化而坍塌或封闭时,电池则不能再进行充放电了。如再继续进行过充,虽然隔膜能够保持其电流遮断特性,但这时电池不允许再升温。


为防止内部短路,隔膜不能允许任何枝晶穿透。当电池发生内部短路时,假如这种故障不是瞬间发生的,那么隔膜就是唯一能够防止电池热失控的装臵.但是,假如升温速率太快,故障在瞬间发生,隔膜就不能起到遮断电流的用途;假如升温速率不是很高,则隔膜的电流遮断功能就能够起到控制升温速率进一步阻止电池热失控的用途。


针刺,当钉子钉入电池时就会发生瞬间内部短路。这是因为在钉子和电极之间形成的回路间的电流会出现大量的热所致。钉子和电极间的接触面积的热量也就越大。当局部出现的热量导致电解液和电极材料分解时,热失控就会发生。另一方面,假如电池被完全穿透,那么接触面积的新增就会减小电流密度,由于电极与钉子间的接触面积小于其与金属集流体之间的接触面积,所以内部短路电流比外部短路时要大得多。


当钉子穿过时,电压从4.2V瞬时突降至0V,同时电池的温度升高。当升温速率较低时,在电池温度接近隔膜的电流遮断温度时就会停止升温;假如升温速率太快,会在达到隔膜电流遮断温度时,电池还将继续升温,隔膜的电流遮断也就失去了其功能。这种情况下,隔膜的电流遮断来不及用途阻止电池的热失控。


撞击,隔膜的用途仅仅是延迟内部短路造成的热失控。具有高温软化完整性和电流遮断功能的隔膜需通过内部短路测试。用在高容量电池中的薄隔膜所展示的各种性能也必须与较厚的隔膜相似。隔膜的机械强度损失要通过电池的设计进行平衡,而隔膜在横向和纵向的性质也必须一致以保证电池在非正常使用时的安全性。


2、电池钢壳的刻痕:电芯入壳后,要对电池进行冲槽操作,使电池外壳上有刻痕,当故障发生时,气体急速膨胀,冲破刻痕气体放出,对电池发生爆炸起到了保护用途。


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