鉅大LARGE | 點擊量:292次 | 2023年11月23日
鋰電池失效的出現(xiàn)途徑
第①種途徑
主要與鋰離子電池的內(nèi)部短路有關(guān)。鋰離子電池的內(nèi)部短路是其安全問題的最重要誘因,大部分的安全問題都是由于內(nèi)部短路引起的。內(nèi)部短路是電池內(nèi)的正負(fù)極短路,一般是由生產(chǎn)過程中混入的金屬雜質(zhì)、電極金屬箔在剪切時造成的毛刺、使用過程中形成鋰枝晶以及受到擠壓等意外機械應(yīng)力引起。內(nèi)部短路時會出現(xiàn)大量的熱,從而引起安全問題,內(nèi)部短路對電池電壓和溫度的影響。
在大多數(shù)情況下,鋰離子電池內(nèi)部短路引起的安全問題表現(xiàn)為著火和爆炸危險,而普通的過熱危險一般被認(rèn)為是可以接受的危險。
第②種途徑:
第②種途徑重要與電路故障有關(guān),如圖3所示。為了對鋰離子進行充放電管理及安全保護,在使用電池的宿主設(shè)備或適配器中要設(shè)計充放電管理電路,在部分設(shè)備內(nèi)還有放電的負(fù)載電路。
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%
為了對鋰離子電池進行保護,在封裝過程中要在電池組中加入保護電路板。這些電池組內(nèi)部的或外部的電路都有可能出現(xiàn)故障,進而引起電池的過壓充電、過度充電、過度放電、外部短路、過載等電應(yīng)力條件,這些條件也可能會導(dǎo)致過熱、著火、爆炸等危險。
在電應(yīng)力條件中,過壓充電和過度充電會出現(xiàn)劇烈的副反應(yīng),出現(xiàn)大量的熱,從而導(dǎo)致熱失控;過度放電會導(dǎo)致電池的電壓低于廠商規(guī)定的放電截止電壓,此時的副反應(yīng)重要為電解液的分解,出現(xiàn)大量的氣體導(dǎo)致外殼鼓脹破裂引發(fā)漏液;外部短路和過載則會使放電電流變大,從而使電池內(nèi)部溫度或者外部導(dǎo)體的溫度劇增,引發(fā)熱失控。
第③種途徑:
第③種途徑重要與誤用、濫用有關(guān)。誤用和濫用包括在高溫下使用或存儲(如在車內(nèi))、用戶使用了錯誤的充電器(過壓充電)、極性反接充電、在攜帶過程中電池端子被外部的導(dǎo)體(金屬、溶液等)短路。這些誤用和濫用都可能造成電池發(fā)出大量的熱,甚至造成熱失控。
第④種途徑:
第④種途徑重要與電池外殼破裂有關(guān)。引起外殼破裂的誘因包括內(nèi)部和外部應(yīng)力。內(nèi)部應(yīng)力是指過度放電等副反應(yīng)造成的內(nèi)外壓差;外部應(yīng)力是指運輸、使用過程中的正常的或者意外的機械應(yīng)力,如振動、加速度沖擊、跌落等造成的外殼破裂。外殼破裂會使內(nèi)部的電解液泄漏,從而引起危險。
第⑤種途徑:
第⑤種途徑重要與一致性有關(guān)。在由多節(jié)電池(電芯)通過串聯(lián)、并聯(lián)以及串并混聯(lián)構(gòu)成的電池組中,電池之間的內(nèi)阻、開路電壓、容量的一致性會造成對電池組內(nèi)部的某一電池或電池并聯(lián)塊的過壓充電、欠壓放電等,從而引起安全問題。