鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3211次 | 2019年07月19日
鐵鋰電池為什么會(huì)有安全隱患問(wèn)題
鐵鋰電池為什么會(huì)有安全隱患問(wèn)題?近些年來(lái)隨著鋰電池爆炸的新聞不斷擴(kuò)張,鐵鋰電池電池的安全性問(wèn)題推到了風(fēng)口浪尖。電芯所采用的電化學(xué)體系則是決定鋰電池安全性的最根本因素。小編就來(lái)分析鐵鋰電池出現(xiàn)安全隱患的原因。
鐵鋰電池為什么會(huì)有安全隱患問(wèn)題?
當(dāng)鋰電芯溫度上升到130℃以后,負(fù)極表面的SEI膜分解,導(dǎo)致高活性鋰碳負(fù)極暴露于電解液中發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生的熱量使電池進(jìn)入高危狀態(tài)。當(dāng)電池內(nèi)部局部溫度升高到200℃以上時(shí),正極表面鈍化膜分解正極發(fā)生析氧,并繼續(xù)同電解液發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量并形成高內(nèi)壓。當(dāng)電池溫度達(dá)到240℃以上時(shí),還伴隨鋰炭負(fù)極同粘結(jié)劑的劇烈放熱反應(yīng)。
可見(jiàn),負(fù)極表面SEI膜的破損從而導(dǎo)致高活性嵌鋰負(fù)極與電解液的劇烈放熱反應(yīng),是導(dǎo)致鐵鋰電池溫度升高進(jìn)而引發(fā)電池?zé)崾Э氐闹苯釉颉?/p>
電極材料的可燃性:鋰電采用的有機(jī)溶劑都具有易燃性并且閃點(diǎn)過(guò)低,不安全行為導(dǎo)致的熱失控很容易點(diǎn)燃低閃點(diǎn)的可燃性液體組分而導(dǎo)致電池燃燒。鋰電負(fù)極碳材料、隔膜和正極導(dǎo)電碳也具有可燃性。
鐵鋰電池發(fā)生燃燒的幾率高于電池爆炸的幾率,但電池爆炸必定伴隨著燃燒。此外,當(dāng)鋰電池開(kāi)裂并且外界環(huán)境的空氣濕度較高時(shí),空氣中的水分和氧氣極易與嵌鋰的碳負(fù)極發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)放出大量的熱進(jìn)而引起電池的燃燒。電極材料的易燃性是鋰離子電池相對(duì)于水系二次電池的一大不同之處。
鐵鋰電池的電極材料以及電解質(zhì)均有易燃性,受熱(內(nèi)部或外部)即可引起火災(zāi),并分解產(chǎn)生氣體,從而加劇了電池爆炸的可能性。而且現(xiàn)如今的高分子隔離膜強(qiáng)度都相對(duì)較低,在碰撞或過(guò)熱情況下極易損壞這層薄膜,導(dǎo)致鋰電池短路。
同時(shí),制造工藝的缺陷也極易引發(fā)鐵鋰電池安全問(wèn)題。比如電芯極耳過(guò)長(zhǎng),與極片或殼體接觸造成短路;極耳壓迫卷芯,導(dǎo)致正負(fù)極短路;在兩極之間留下金屬粉末、銅箔、鋁箔碎片等可能導(dǎo)致隔膜穿孔進(jìn)而引發(fā)微短路等系列問(wèn)題。
鋰離子電池在充放電過(guò)程中會(huì)發(fā)熱,如果產(chǎn)生的熱量超過(guò)了電池?zé)崃康暮纳⒛芰?,鋰離子電池就會(huì)過(guò)熱,電池材料就會(huì)發(fā)生SEI膜的分解、電解液分解、正極分解、負(fù)極與電解液的反應(yīng)和負(fù)極與粘合劑的反應(yīng)等破壞性的副反應(yīng)。
影響鐵鋰電池安全的外部因素則相對(duì)較雜,比如過(guò)充電、外短路、猛烈撞擊等均可能引發(fā)鋰電池自燃。鋰電生產(chǎn)出來(lái)后,在到達(dá)消費(fèi)者手中之前,還需要進(jìn)行一系列檢測(cè),以盡量保證電池的安全性,降低安全隱患。
鐵鋰電池都有哪些安全隱患呢?
⒈針刺、短路、擠壓
當(dāng)鐵鋰電池出現(xiàn)短路、針刺或擠壓的時(shí)候,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部隔膜破裂從而引發(fā)溫度突然爆炸式升高,最終出現(xiàn)爆炸的情況,特別是安全性能差的鋰電池,這個(gè)時(shí)間將會(huì)更加短,一般5秒左右就會(huì)爆炸。
⒉熱沖擊
所謂的熱沖擊就是環(huán)境溫度突然升高的現(xiàn)象,如果溫度較高,那么會(huì)導(dǎo)致鐵鋰電池負(fù)極表面SEI膜出現(xiàn)分解,從而引發(fā)放熱反映,電池散熱如果不好,那么內(nèi)部溫度就會(huì)迅速升高,從而出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。
⒊過(guò)充
如果對(duì)鐵鋰電池進(jìn)行過(guò)充,那么多余的電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,因此導(dǎo)致電池本體溫度升高出現(xiàn)損壞的情況。往往這個(gè)問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)在一些沒(méi)有過(guò)充保護(hù)的充電器或電子產(chǎn)品上。
雖然廠商對(duì)鐵鋰電池使用了一些安全手段來(lái)保證電池的安全,但是當(dāng)我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候也是要特別注意才行,當(dāng)前鐵鋰電池制造商研發(fā)了多種方法來(lái)降低安全風(fēng)險(xiǎn),提高安全性能,例如在電池內(nèi)部設(shè)置加入BMS保護(hù)系統(tǒng),保護(hù)電路,包括過(guò)度充電保護(hù)、過(guò)電流/短路保護(hù)和過(guò)放電保護(hù)。