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                    1. 新聞資訊 news

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                      什么情況下會導致鋰電池爆炸?

                      日常生活中,鋰電池幾乎隨處可見,已經成為了人們不可或缺的一部分。經??吹揭恍╀囯姵匾鸬母鞣N安全事故,給人印象最深刻的莫過于鋰電池產生的爆炸、起火等現象,其實鋰電池的制作過程,及各材料的配比和電池的使用,都有可能引起鋰電池爆炸隱患。

                      什么情況下會導致鋰電池爆炸

                      1、鋰電池的使用:

                      a過充電:當電壓超過4.2V以上時,電解液分解,產生大量氣體,電池內壓升高,過充負極表面析鋰,電灑爆炸。

                      b高溫環境:高溫環境使用電池脹氣,電解液分解。

                      c保護系統失效外線路短路:用戶在使用時,外線路短路,造成電池爆炸。

                      d機械性的:刺穿碰撞造成電池短路爆炸。

                      2、刺穿同樣很危險。

                      相比短路及過充來說,將鋰電池刺穿同樣是一個非常不明智的做法。如果鋰電池被任何硬物刺穿,其內部的鋰離子會直接與空氣中的氧產生化學反應,同樣會出現劇烈燃燒的現象。對于鋰電池本身或者其他內部含有鋰電池的電子產品來說,通常我們都會看到醒目的垃圾桶標志。如果隨意丟棄鋰電池不僅會造成環境的污染,而且在垃圾處理過程中也比較容易發生火災等情況。

                      3、避免高溫及火烤高溫或者火燒同樣會導致鋰電池的爆炸和燃燒的現象出現。

                      尤其在炎熱的夏季或者長時間暴曬的車內,都會導致鋰電池所處的環境溫度高于其正常存放溫度。所以在我們使用內含鋰離子電池的設備時,應該盡量避免在過高溫度的環境中長時間使用,雖然鋰電池在直接使用火烤的情況下,產生爆炸和燃燒的時間相對較長,不過仍然會出現其內部壓力驟增的情況,也就是我們常說的鼓包。當我們的手機電池或者其他鋰離子電池出現鼓包的情況,應立即切斷電源并停止使用,以防止內部壓力進一步增加,并更換新電池。

                      3、鋰電池的設計

                      a正負極容量比:電池在使用的過程中,在不同程度都會有所破壞,那就要求負極的嵌鋰空間至始至終都要比正極的脫嵌的鋰離子空間大。如在設計時,沒有考慮負極余量的大小,會造成析鋰,刺穿隔膜,造成短路。

                      b尺寸:電池的隔膜收縮與極片的寬度,當隔膜收縮過大,極片會引起短路。

                      c放電電流:在設計時根據產品的使用放電電流來設計極片的面密度壓實極耳類型等。當面密度過大,壓實過高,極耳截面較小時,大電流放電,會產生析鋰,產生大量的熱造成電池爆炸。

                      d防爆結構:當電池內壓達到一定的壓力時,進行排氣減壓的功能防止電池殼體爆炸。目前采用的有刻痕防爆,排氣閥部件。

                      e保護系統:對電池進行保護過充過放過流短路。

                      產生電池爆炸一般有以下幾種情況:

                      1.過充爆炸

                      保護線路失控或檢測柜失控使充電電壓大于5V,造成電解液分解,電池內部發生劇烈反應,電池內壓迅速上升,電池爆炸。

                      2.過流爆炸

                      保護線路失控或檢測柜失控使充電電流過大造成鋰離子來不及嵌入,而在極片表面形成鋰金屬,穿透隔膜,正負極直接短路造成爆炸(很少發生)。

                      3.超聲波焊塑料外殼時爆炸

                      超聲波焊塑料外殼時,由于設備原因使其超聲波能量轉移至電池芯上,超聲波能量很大使電池內部隔膜熔化,正負極直接短路,產生爆炸。

                      4.點焊時爆炸

                      點焊時電流過大造成內部嚴重短路產生爆炸,另外,點焊時正極連接片直接與負極相聯,使正負極直接短路后爆炸。

                      5.過放爆炸

                      電池過放電或過流放電(3C以上)容易使負極銅箔溶解沉積到隔膜上使正負極直接短路產生爆炸(很少發生)。

                      6.振動跌落時爆炸

                      電芯在劇烈振動或跌落時造成的電芯內部極片錯位,直接嚴重短路而爆炸(很少發生)。

                      鋰電池芯過充到電壓高于4.2V后,會開始產生副作用。過充電壓愈高,危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于4.2V后,正極材料內剩下的鋰原子數量不到一半,此時儲存格常會垮掉,讓電池容量產生永久性的下降。如果繼續充電,由于負極的儲存格已經裝滿了鋰原子,后續的鋰金屬會堆積于負極材料表面。這些鋰原子會由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些鋰金屬結晶會穿過隔膜紙,使正負極短路。有時在短路發生前電池就先爆炸,這是因為在過充過程,電解液等材料會裂解產生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應,進而爆炸。

                      4、保護電路失效或缺失。保護電路的功用是防止電池過充電、過放電以及超大電流對電芯造成破壞。在過充電狀態下,電池內部會形成大電流、高溫,嚴重時會導致電池漏液、電池內部形成并積蓄氣體,從而引發電池爆炸或燃燒。
                      保護電路的工作原理是,當電池電壓上升至設定數值時,停止充電;當電池處于放電狀態時,電池電壓下降至設定數值時,停止向負載供電;當負載上有較大電流流過時,停止向負載放電。保護電路是基于大約數十個個電阻、電容,開關MOS管等電子元器件組成的電路,各個元器件都存在失效的可能性。目前,市場上普遍存在小作坊式的生產制造商,有些制造商所生產的鋰離子電池直接缺失保護電路。

                      5、來自制造企業的風險。目前市場上銷售的各類民用家電類鋰電池,質量品質良莠不齊,生產企業應通過具備權威第三方認證機構出具的安全認證證書的鋰電池,其安全性才有可靠的保證。此類具備安全認證的鋰電池,一般情況只會在極端環境條件下發生爆炸或燃燒。例如,按《鋰離子蓄電池總規范》
                      (QB/T2502-2000),鋰離子電池按標準充滿電后,中央與電極面垂直方向被穿透,放置6小時以上,不爆炸、不燃燒。

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