鉅大LARGE | 點擊量:207次 | 2023年12月25日
鋰電池安全性分析
鋰離子電池充放電保護介紹
鋰離子電池供電設備的安全性是人們目前最為關注的問題,所以對其的保護就非常重要。鋰離子電池的保護重要包括過充電保護、過放電保護、過電流及短路保護等。
1.過充電保護
當充電器對鋰離子電池過充電時,為防止因溫度上升所導致的內壓上升,需終止充電狀態。為此,保護器件需監測電池電壓,當其到達電池過充電壓時,即激活過充電保護功能,中止充電。
2.過放電保護
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
為了防止鋰離子電池的過放電狀態,當鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測點時,即激活過放電保護,中止放電,并將電池保持在低靜態電流的待機模式。
3.過電流及短路保護
當鋰離子電池的放電電流過大或短路情況出現時,保護器件將激活過電流保護功能。
鋰離子電池安全性分析
鋰離子電池出現安全性問題可歸結為2大方面的原因:一是鋰離子電池自身特點決定的;二是由于突發事件或電池應用不當造成的。鋰離子電池內部存在著一系列潛在的放熱反應,這是誘發鋰離子電池安全問題的根源。
1.鋰離子電池的自身原因
鋰離子電池自身特點是決定其安全性的根本因素[3-4]:①由于能量密度很高,鋰離子電池很容易由于熱失控導致不安全行為發生;②鋰離子電池在過充時,由于正極材料脫鋰,結構發生變化,使其具有強氧化能力;或者正極材料直接放出氧,使電解液中的溶劑發生強烈氧化;負極表面固體電解質界面(SEI)膜的分解,負極析出的金屬鋰與電解液的反應,這些過程放出的熱量假如積累可能會引發熱失控;③鋰離子電池電解液大多為有機溶劑,重要成分為碳酸酯類,閃、沸點都很低,在4.6V左右易被氧化,若出現泄漏等情況,容易引起電池著火,甚至燃燒和爆炸等;④鋰離子電池中粘結劑的晶化、銅枝晶的形成以及活性物質剝落等均易造成電池內部短路,帶來安全隱患。
2.突發事件或濫用原因
在一些突發事件如電池過充電、針刺穿透、擠壓,以及高溫環境等情況下,電極和有機電解液容易發生化學反應,如SEI膜的分解、有機電解液的氧化、還原,正極的分解,正極分解出現的氧氣進一步與有機電解液反應等。這些反應出現的大量熱量假如不能及時散失到周圍環境中,必將導致熱失控的出現,最終導致電池的燃燒和爆炸等。
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