锂离子电池爆炸原因以及电池采取的保护措施

锂离子电池爆炸原因

1、内部极化较大；

2、极片吸水，与电解液发生反应气鼓；

3、电解液本身的质量、性能问题；

4、注液时候注液量达不到工艺要求；

5、装配制程中激光焊接密封性能差，测漏气时漏气；

6、粉尘、极片粉尘首先易导致微短路；

7、正负极片较工艺范围偏厚，入壳难；

8、注液封口问题，钢珠密封性能不好导致气鼓；

9、壳体来料存在壳壁偏厚，壳体变形影响厚度；

10、外面环境温度过高也是导致爆炸的重要原因。

锂离子电池芯过充到电压高于4.2V后，会开始出现副用途。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于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，让电池容量出现永久性的下降。假如继续充电，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出现气体，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，锂离子电池充电时，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。锂离子电池从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，会在材料表面出现锂原子结晶，这与过充相同，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。一般锂离子电池组内，除了锂离子电池芯外，都会有一片保护板，这片保护板重要就是供应这三项保护。