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鋰電池內部短路引發的爆炸的原因

來源:http://renderwebsolutions.com   發布時間:2017-09-08
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鋰電池爆炸的案例有很多,比如去年鬧得沸沸揚揚的三星Galaxy Note7爆炸事件,也就有很多發現現行非常常見的鋰離子電池或許遠遠不是未來智能手機的理想供電材料。鋰電池爆炸也許你還不是很清楚的知道爆炸的原因,以下內容是宜興鑫達科為你分析鋰電池的爆炸!

電池芯爆炸的類形可歸納為外部短路、內部短路、及過充三種。此處的外部系指電芯的外部,包含了電池組內部絕緣設計不良等所引起的短路。當電芯外部發生短路,電子組件又未能切斷回路時,電芯內部會產生高熱,造成部分電解液汽化,將電池外殼撐大。當電池內部溫度高到135攝氏度時,質量好的隔膜紙,會將細孔關閉,電化學反應終止或近乎終止,電流驟降,溫度也慢慢下降,進而避免了爆炸發生。但是,細孔關閉率太差,或是細孔根本不會關閉的隔膜紙,會讓電池溫度繼續升高,更多的電解液汽化,最后將電池外殼撐破,甚至將電池溫度提高到使材料燃燒并爆炸。

內部短路主要是因為銅箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜,或是鋰原子的樹枝狀結晶穿破膈膜所造成。這些細小的針狀金屬,會造成微短路。由于,針很細有一定的電阻值,因此,電流不見得會很大。銅鋁箔毛刺系在生產過程造成,可觀察到的現象是電池漏電太快,多數可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來。而且,由于毛刺細小,有時會被燒斷,使得電池又恢復正常。因此,因毛刺微短路引發爆炸的機率不高。這樣的說法,可以從各電芯廠內部都常有充電后不久,電壓就偏低的不良電池,但是卻鮮少發生爆炸事件,得到統計上的支持。

因此,內部短路引發的爆炸,主要還是因為過充造成的。因為,過充后極片上到處都是針狀鋰金屬結晶,刺穿點到處都是,到處都在發生微短路。因此,電池溫度會逐漸升高,最后高溫將電解液氣體。這種情形,不論是溫度過高使材料燃燒爆炸,還是外殼先被撐破,使空氣進去與鋰金屬發生激烈氧化,都是爆炸收場。但是過充引發內部短路造成的這種爆炸,并不一定發生在充電的當時。有可能電池溫度還未高到讓材料燃燒、產生的氣體也未足以撐破電池外殼時,消費者就終止充電,帶手機出門。

這時眾多的微短路所產生的熱,慢慢的將電池溫度提高,經過一段時間后,才發生爆炸。消費者共同的描述都是拿起手機時發現手機很燙,扔掉后就爆炸。綜合以上爆炸的類型,我們可以將防爆重點放在過充的防止、外部短路的防止、及提升電芯安全性三方面。其中過充防止及外部短路防止屬于電子防護,與電池系統設計及電池組裝有較大關系。電芯安全性提升之重點為化學與機械防護,與電池芯制造廠有較大關系。

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