当前,锂电池已成为人们日常生活中不可或缺的一部分,户外电源也离不开锂电池的参与。但是,锂电池引起的安全事故却经常听闻,最常见的就是锂电池造成的爆炸、起火等事故。
本篇为大家整理了锂电池出现爆炸的原因及规避方法,快学起来吧。
锂电池出现爆炸的原因:
1、过充
保护线路失控或检测柜失控使充电电压大于5V,造成电解液分解,电池内部发生剧烈反应,电池内压迅速上升,电池爆炸。
锂电池充电时,一定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。
2、过放
电池过放电或过流放电(3C以上)容易使负极铜箔溶解沉积到隔膜上使正负极直接短路产生爆炸(很少发生)。
锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时,部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电,放愈久电压会愈低,因此,放电时最好不要放到2.4V才停止。
锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间,所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此,3.0V是一个理想的放电截止电压。
3、过流
保护线路失控或检测柜失控使充电电流过大造成锂离子来不及嵌入,而在极片表面形成锂金属,穿透隔膜,正负极直接短路造成爆炸(很少发生)。
充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集于材料表面。
4、振动跌落
电芯在剧烈振动或跌落时造成的电芯内部极片错位,直接严重短路而爆炸(很少发生)。
5、不正确操作
(1)、超声波焊塑料外壳
超声波焊塑料外壳时,由于设备原因使其超声波能量转移至电池芯上,超声波能量过大致使电池内部隔膜熔化,正负极直接短路,产生爆炸。
(2)、点焊时
点焊时电流过大造成内部严重短路产生爆炸,另外,点焊时正极连接片直接与负极相联,使正负极直接短路后爆炸。
如果对电池爆炸的原因进行更仔细的分析,还有以下情况:
1、内部极化较大;
2、极片吸水,与电解液发生反应气鼓;
3、电解液本身的质量、性能问题;
4、注液时候注液量达不到工艺要求;
5、装配制程中激光焊接密封性能差,测漏气时漏气;
6、粉尘、极片粉尘首先易导致微短路;
7、正负极片较工艺范围偏厚,入壳难;
8、注液封口问题,钢珠密封性能不好导致气鼓;
9、壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度;
10、外面环境温度过高也是导致爆炸的主要原因。
对于锂电池事故的规避措施,菲力科也在此为大家整理了一些:
1、避免短路及过充
锂电池引起的安全事故大多数是短路引起的。当电池的正负极在电阻非常小的情况下相互连接的非正常通路,即常说的短路时,电池内部会产生非常大的电流和热量,产生的热和电能释放不仅会导致电池寿命严重受损,也会因密闭封装而在内部产生压力,从而导致电池内部压力骤增,再加上锂离子的化学特性非常活泼,最终会产生外壳爆裂和燃烧的情况出现。
由于锂离子电池的化学特性,当电池面临过充操作时,由于锂电池负极无法嵌入更多的锂离子,导致锂离子在负极表面以金属锂析出,造成枝晶锂现象的出现,当枝晶锂生长到一定程度便会刺破隔膜,造成电池内部短路,出现隔离膜破损,同样会出现内部短路的情况,从而引发安全事故。
因此,日常使用锂电池时,应尽量避免出现短路或者过充的情况出现,不过对于目前大多数数码产品来说,其内部充电电路都会配备相应的保护IC来避免锂电池的过充现象,当保护电路检测到锂电池已经到达满电状态下,会自动切断充电电路。但仍然不建议将手机或者其他设备长时间的连接在通电状态下的充电器上,毕竟谁都不想用自己的设备乃至人身安全去和一个小小的充电保护芯片打赌。
2、避免刺穿
相比短路及过充来说,将锂电池刺穿同样是一个非常不安全的做法。如果锂电池被任何硬物刺穿,其内部的锂离子会直接与空气中的氧产生化学反应,同样会出现剧烈燃烧的现象。
对于锂电池本身或者其他内部含有锂电池的电子产品的丢弃,应认准对应的垃圾桶标志。如果随意丢弃锂电池不仅会造成环境的污染,而且在垃圾处理过程中也相当容易发生火灾等情况。
3、避免高温及火烤高温或者火烧
炎热的夏季或者长时间暴晒的车内,都会导致锂电池所处的环境温度高于其正常存放温度。所以在使用内含锂离子电池的设备时,应该尽量避免在过高温度的环境中长时间使用。锂电池在直接使用火烤的情况下,产生爆炸和燃烧的时间相对较长,不过仍然会出现其内部压力骤增的情况,也就是常说的鼓包。
当手机电池或者其他锂离子电池出现鼓包的情况,应立即切断电源并停止使用,以防止内部压力进一步增加,并更换新电池。
安全问题大于天!随着科技的发展,锂电池的应用已相当成熟,不需过度担心。但也需尽可能规范使用方式,避免事故的发生。