鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1060次 | 2021年02月25日
為何鋰離子電池會發(fā)生爆炸?原因有什么?
科學(xué)家們說了,鋰離子電池未來必定是要退出舞臺的,因?yàn)閴勖粔颍踩砸惨话?。新的化學(xué)電池或者石墨烯才是電池的未來。
為了能更好的了解鋰離子電池在充放電時(shí)內(nèi)部的狀態(tài),密歇根州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)造了一個(gè)可以通過顯微鏡觀察的鋰離子電池。然后他們在給電池充放電的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了些有趣的事情。
鋰離子電池內(nèi)部的電極上會長出一些草來,并且充放電次數(shù)越多,長得草就越多。團(tuán)隊(duì)稱這種長出來的東西為樹突。就是下面這樣的東西。
我就不說它的原理了你就只要了解這玩意兒長的越多,鋰離子電池的壽命就越短,假如這東西因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)問題長到一起去了,那電池可能就會爆炸。
重要有下列這些原因。
1、負(fù)極容量不足
當(dāng)正極部位對面的負(fù)極部位容量不足,或是根本沒有容量時(shí),充電時(shí)所出現(xiàn)的部分或全部的鋰就無法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中,會析在負(fù)極的表面,形成突起狀枝晶。
而下一次充電時(shí),這個(gè)突起部分更容易造成鋰的析出,經(jīng)過幾十至上百次的循環(huán)充放電后,枝晶會長大,最后會刺穿隔膜紙,使內(nèi)部出現(xiàn)短路。
電芯急劇放電,出現(xiàn)大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,高溫會使電解液分解成氣體,負(fù)極碳和隔膜紙燃燒,造成內(nèi)部壓力過大,當(dāng)電芯的外殼無法承受這個(gè)壓力時(shí),電芯就會爆炸。
2、水份含量過高
水份可以和電芯中的電解液反應(yīng),生產(chǎn)氣體,充電時(shí),可以和生成的鋰反應(yīng),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(shí)很容易分解生成氣體,當(dāng)這一系列生成的氣體會使電芯的內(nèi)部壓力增大,當(dāng)電芯的外殼無法承受時(shí),電芯就會爆炸。
3、內(nèi)部短路
由于內(nèi)部出現(xiàn)短路現(xiàn)象,電芯大電流放電,出現(xiàn)大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會出現(xiàn)高溫,使電解液分解成氣體,造成內(nèi)部壓力過大,當(dāng)電芯的外殼無法承受這個(gè)壓力時(shí),電芯就會爆炸。
4、上部膠
激光焊時(shí),熱量經(jīng)殼體傳導(dǎo)到正極耳上,使正極耳溫度高,假如上部膠紙沒有隔開正極耳及隔膜,熱的正極耳就會使隔膜紙燒壞或收縮,造成內(nèi)部短路,而形成爆炸。
5、高溫膠紙包住負(fù)極耳
客戶在負(fù)極耳點(diǎn)焊時(shí),熱量傳導(dǎo)到負(fù)極耳上,假如高溫膠紙未貼好,負(fù)極耳上的熱量就會燒壞隔膜,造成內(nèi)部短路,形成爆炸。
6、貼底部膠未完全包住底部
客戶在底部鋁鎳復(fù)合帶處點(diǎn)焊時(shí),會在底部殼壁出現(xiàn)大量的熱,傳導(dǎo)極芯的底部,假如高溫膠紙未完全包住隔膜,會燒壞隔膜,造成內(nèi)部短路,形成爆炸。
7、過充
電芯過充電時(shí),正極的鋰過度放出會使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而放出的鋰過多也容易無法插入負(fù)極中,也容易造成負(fù)極表面析鋰,而且,當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時(shí),電解液會分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。
但是他們也因此發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可以優(yōu)化電池性能的方法,就是假如能控制這種樹突讓它長得很均勻的話,反而會新增鋰離子電池的性能和壽命。
正好說點(diǎn)題外話,一些小伙伴在使用電子產(chǎn)品的時(shí)候因?yàn)閷︿囯x子電池原理的不熟悉,所以出現(xiàn)了各種使用方法不當(dāng)?shù)膯栴},貓哥在這里給你簡單科普一下。
鋰離子電池和鎳氫、鎳鎘電池不相同,以前的電池你要把電量用盡才能去充電,不然就會縮短壽命。而鋰離子電池是越用越活躍的,簡單來說,就是不要用老電池的方法給鋰離子電池充電,什么充滿8小時(shí)、12小時(shí)激活之類的。拿手機(jī)來說,你可以沒事兒的時(shí)候就給它充著電,一邊用一邊充也沒有任何問題(人們常說不能一邊用一邊充是因?yàn)榕率謾C(jī)發(fā)熱導(dǎo)致電池老化)千萬別總是用光了電再充電,用光了再充一是會讓電池長草長得更厲害壽命變短,二是時(shí)間長了容易損失電量,導(dǎo)致自動關(guān)機(jī)啥的。