鉅大LARGE | 點擊量：572次 | 2019年06月10日
簡述鋰電池爆炸的原因
外部短路
外部短路可能由于操作不當，或誤使用所造成，由于外部短路，電池放電電流很大，會使電芯的發熱，高溫會使電芯內部的隔膜收縮或完全壞壞，造成內部短路，因而爆炸。外部短路可能的工位：
1、上電芯未對好，造成正負極接觸；
2、電芯在周轉過程中打火；
3、用戶在使用時正負極短路；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
4、保護線路板失效。
2內部短路
由于內部產生短路現象，電芯大電流放電，產生大量的熱，燒壞隔膜，而造成更大的短路現象，這樣電芯就會產生高溫，使電解液分解成氣體，造成內部壓力過大，當電芯的外殼無法承受這個壓力時，電芯就會爆炸。內部短路的工位：
1、正負裁大片毛刺；
2、正負極分小片掉料；
3、正負極分小片毛刺；
4、負極鉚焊未拍平，有毛刺；
5、卷繞不齊；
6、隔膜紙有砂眼；
7、壓扁時壓力太大；
8、組裝短路電芯未檢出；
9、組裝微短路電芯下流；
10、激光焊短路電芯未檢出；
11、烘烤時溫度太高烘壞隔膜；
12、上部膠位置不對；
13、高溫膠紙包住負極耳；
14、貼底部膠未完全包住底部。
3過充
電芯過充電時，正極的鋰過度放出會使正極的結構發生變化，而放出的鋰過多也容易無法插入負極中，也容易造成負極表面析鋰，而且，當電壓達到4.5V以上時，電解液會分解生產大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。過充可能的工位：
1、預充時電流設置過大；
2、預充柜個別點電流過大；
3、電芯容量不足；
4、檢測時電流設置過大；
5、檢測時個別點電壓偏大；
6、用戶使用時充電器電壓偏大。
4過放
5水份含量過高
水份可以和電芯中的電解液反應，生產氣體，充電時，可以和生成的鋰反應，生成氧化鋰，使電芯的容量損失，易使電芯過充而生成氣體，水份的分解電壓較低，充電時很容易分解生成氣體，當這一系列生成的氣體會使電芯的內部壓力增大，當電芯的外殼無法承受時，電芯就會爆炸。
6負極容量不足
當正極部位對面的負極部位容量不足，或是根本沒有容量時，充電時所產生的部分或全部的鋰就無法插入負極石墨的間層結構中，會析在負極的表面，形成突起狀“枝晶”，而下一次充電時，這個突起部分更容易造成鋰的析出，經過幾十至上百次的循環充放電后，“枝晶”會長大，最后會刺穿隔膜紙，使內部產生短路。負極容量不足的工位：
1、正極來料容量偏高；
2、負極來料容量偏低；
3、正負極攪拌不均；
4、正極敷料量偏大；
5、正極涂布不均；
6、正極頭尾部堆料；
7、負極涂布不均；
9、負極暗痕；
10、負極劃痕；
11、負極凹點；
12、負極露箔；
13、負極顆粒；
14、負極壓片時壓死；
15、正負極分檔配對錯誤；
16、負極包不住正極；
鋰電池安全設計
1、鋰電池內部采用開關原件。在電池內部溫度上升時，阻值隨之上升，溫度過高后停止放電，防止過度放電的情況。
2、設置電池出氣孔。在電池內壓上升到一定程度后出氣孔自動打開，保持內壓的平衡，防止電池炸裂的情況出現。
鋰電池材料安全
1、優化電解質體系
目前電解液主要為有機溶劑，難以承受4.5伏以上的高電壓，容易分解產生氣體，造成電池氣脹、破裂或爆炸。同時，充電狀態下的正負極材料本身也很活潑，如鈷酸鋰之類的正極材料在過充電或受熱狀態下容易發生結構坍塌，并產生顯著的熱效應，而含有機溶劑的鋰化石墨負極在接觸空氣時也容易燃燒。
極性有機溶劑電解液難以保障動力鋰離子電池的安全性，而現有的離子液體要么電化學窗口不夠寬，要么相對分子質量和黏度太大，尚不能完全替代有機溶劑。因此，發展低溶劑或無溶劑的聚合物電解質、無機有機復合電解質或無機固體電解質是提高電池安全性的根本舉措。
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