钜大LARGE | 点击量:226次 | 2023年11月21日
锂电池爆炸着火原因是什么?
锂离子电池是一种体积小,重量轻的电池且电量充足,在持续充放电的条件下依旧运行良好。虽然很少发生事故,但是所发生的事故都是显著的,或引起火灾,导致爆炸。锂离子电池又是怎么样发生燃烧的呢?例如,当锂离子电池发生内部或者外部短路后,其内部会在短时间内,释放出大量热量,温度极剧升高,导致热量失控。然后,这种易燃性的电解液会被点燃,最终导致电池起火或者爆炸。
锂离子电池通常含有一个金属线圈和易燃的锂离子液体。微小的金属碎片漂浮在液体之中。电池的内容物处于压力之下,所以假如一块金属碎片刺穿了保持物件分离的隔板时,或者电池被刺穿,那么锂与空气中的水发生剧烈反应所出现的高温,有时会导致锂离子电池着火。
锂离子电池以最小的重量供应了高电量输出。电池组件的设计以轻巧为主,这意味着电池和薄外壳之间是薄分区。隔板和涂层相当脆弱,它们可被刺穿。假如电池受损,就会发生短路。一星点火花也可点燃高活性锂。另一种可能性是,锂离子电池或会被加热到热失控的程度。这里,内容物的热量对电池施压,便有可能导致锂离子电池爆炸。
防止锂离子电池着火或爆炸的措施就先要找到锂离子电池的热爆炸机理,其锂离子电池的热爆炸机理是:当电池在受到热冲击、过充、过放、短路、振动、挤压等滥用状态下,电池内部的活性物质及电解液等组分间将发生化学、电化学反应,出现大量的热量与气体,引起电池的升温,假如锂离子电池内部的热生成速率大于热散失速率,则体系内的反应温度就会不断上升,当热量和内压累积到一定程度的时候,就会引起电池的燃烧或爆炸。
锂枝晶生长
电池的充放电就是锂离子的来回转移,在充电的过程中锂离子被还原成金属锂嵌入负极,一般情况下,锂会嵌入层间结构中。但由于生长的不确定性,锂可能会在电极表面生长,并且生长层像树枝相同的刺状结构,它会破坏电池内部的隔膜,引起电池内部短路和电池爆炸。
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%
枝晶生长形成尖刺
还有就是电池内部本身的缺陷,假如电池在生产过程中存在缺陷,金属锂颗粒穿过电池中的绝缘层便将正负极连接起来了,改变了电流的方向,就会出现大量的热量,这些热量会降解内部的材料,使化学反应失去控制,释放更多的热量,以至于引燃电池组件。
电池过充
我们现在的电池都具有保护系统,系统会随时反馈电池电压以防止过充的现象,当电池中的保护系统或者电池充电器损坏时,就会导致过充现象。当过充电发生时,留在正极材料中的锂离子继续被脱出而嵌入到负极材料中,假如达到了碳负极嵌锂的最大限度时,那么多余的锂就会以金属锂的形式沉积在负极材料上,使得电池的稳定性能大大降低。甚至一定情况下导致爆炸。
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