钜大LARGE | 点击量:279次 | 2023年12月26日
为何锂电池会发生爆炸?原因有什么?
科学家们说了,锂离子电池未来必定是要退出舞台的,因为寿命不够,安全性也一般。新的化学电池或者石墨烯才是电池的未来。
为了能更好的了解锂离子电池在充放电时内部的状态,密歇根州立大学的研究团队造了一个可以通过显微镜观察的锂离子电池。然后他们在给电池充放电的时候发现了些有趣的事情。
锂离子电池内部的电极上会长出一些草来,并且充放电次数越多,长得草就越多。团队称这种长出来的东西为树突。就是下面这样的东西。
我就不说它的原理了你就只要了解这玩意儿长的越多,锂离子电池的寿命就越短,假如这东西因为内部结构问题长到一起去了,那电池可能就会爆炸。
主要有下列这些原因:
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1、负极容量不足
当正极部位对面的负极部位容量不足,或是根本没有容量时,充电时所出现的部分或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成突起状枝晶。
而下一次充电时,这个突起部分更容易造成锂的析出,经过几十至上百次的循环充放电后,枝晶会长大,最后会刺穿隔膜纸,使内部出现短路。
电芯急剧放电,出现大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,高温会使电解液分解成气体,负极碳和隔膜纸燃烧,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。
2、水份含量过高
水份可以和电芯中的电解液反应,生产气体,充电时,可以和生成的锂反应,生成氧化锂,使电芯的容量损失,易使电芯过充而生成气体,水份的分解电压较低,充电时很容易分解生成气体,当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大,当电芯的外壳无法承受时,电芯就会爆炸。
3、内部短路
由于内部出现短路现象,电芯大电流放电,出现大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,这样电芯就会出现高温,使电解液分解成气体,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。
4、上部胶
激光焊时,热量经壳体传导到正极耳上,使正极耳温度高,假如上部胶纸没有隔开正极耳及隔膜,热的正极耳就会使隔膜纸烧坏或收缩,造成内部短路,而形成爆炸。
5、高温胶纸包住负极耳
客户在负极耳点焊时,热量传导到负极耳上,假如高温胶纸未贴好,负极耳上的热量就会烧坏隔膜,造成内部短路,形成爆炸。
6、贴底部胶未完全包住底部
客户在底部铝镍复合带处点焊时,会在底部壳壁出现大量的热,传导极芯的底部,假如高温胶纸未完全包住隔膜,会烧坏隔膜,造成内部短路,形成爆炸。
7、过充
电芯过充电时,正极的锂过度放出会使正极的结构发生变化,而放出的锂过多也容易无法插入负极中,也容易造成负极表面析锂,而且,当电压达到4.5V以上时,电解液会分解生产大量的气体。上面种种均可能造成爆炸。
但是他们也因此发现了一个可以优化电池性能的方法,就是假如能控制这种树突让它长得很均匀的话,反而会新增锂离子电池的性能和寿命。
正好说点题外话,一些小伙伴在使用电子产品的时候因为对锂离子电池原理的不熟悉,所以出现了各种使用方法不当的问题,猫哥在这里给你简单科普一下。
锂离子电池和镍氢、镍镉电池不相同,以前的电池你要把电量用尽才能去充电,不然就会缩短寿命。而锂离子电池是越用越活跃的,简单来说,就是不要用老电池的方法给锂离子电池充电,什么充满8小时、12小时激活之类的。拿手机来说,你可以没事儿的时候就给它充着电,一边用一边充也没有任何问题(人们常说不能一边用一边充是因为怕手机发热导致电池老化)千万别总是用光了电再充电,用光了再充一是会让电池长草长得更厉害寿命变短,二是时间长了容易损失电量,导致自动关机啥的。