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锂离子电池燃烧或爆炸的三种原因

时间:2016-1-13 11:03:59来源:电池之都浏览次数:

  锂离子二次电池以其高比能量、较高的工作电压、体积小、重量轻等优点已成为移动通讯、笔记本电脑等便携式电子产品的主要电源之一。然而,锂离子电池在充放电过程中由于使用不当,会出现爆炸的危险;特别是在滥用条件下(如受热、过充、短路、振动、挤压等),电池会出现燃烧、爆炸乃至人员受伤等情况。因此,研究锂离子电池的爆炸机理对提高锂离子电池的安全性有重要的意义。

  

  看到上图的电池爆炸图片,找电池网行业人士分析了一下锂离子电池燃烧或爆炸的3种可能性,主要如下三种。

  一、当锂离子电池受热时,电池内部的反应如一个反应链,各个反应相互 促进,依次进行。首先是SEI膜分解放出热量加热了电池,促使负极与溶剂的反应放出更多的热量,导致负极与粘结剂的反应、溶剂分 解,接接着正极开始进行热分解反应,放出大量的热与气体,最后导 致电池燃烧或爆炸。

  二、在锂离子电池充电初期,电流通过电池时一部分电能转化为热能,欧姆极化也产生一部分热量,但电池表面温度上升的很慢;当电池达到 全充满状态时,由锂离子继续的嵌入反应变成锂金属在负极表面的沉积,溶剂被氧化(由过充引起的溶剂的氧化反应放出的热量远远高于可逆状态下锂离子与溶剂反应放出的热量)放出的热量加热了电池;随着电池温度升高,金属锂与溶剂反应、嵌锂碳与溶剂反应相继发 生,热量失控,同时伴随发生溶剂的分解、粘结剂与锂金属的反应。

  三、短路、针刺和撞击对锂离子电池造成的危害大致相同。短路时,电流通过电池的瞬间产生大量的热,加热电池,使电池温度升高到正极分解的温度,正极热分解又导致电池热量失控;针刺速度很快时,在针刺的部位造成局部短路并产生大量的热,使电池内部温度升高到正极热分解的温度;当锂离子电池受到撞击时,电极上过电压损失产生热量,促使溶剂与负极的反应,放出的热量又进一步加热电池,促使正极热分解反应发生,导致热量的失控 。 

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