电池爆炸原理,看完这篇就懂了!
锂电池已经成为了人们不可或缺的一部分 , 我们经常会看到一些由于锂电池而引起的各种安全事故 , 给人印象最深刻的莫过于锂电池产生的爆炸、起火等现象 。
电池芯爆炸类型
电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路及过充三种 。 此处的外部系指电芯的外部 , 包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路 。
外部短路爆炸
当电芯外部发生短路 , 电子组件又未能切断回路时 , 电芯内部会产生高热 , 造成部分电解液汽化 , 将电池外壳撑大 。 当电池内部温度高到135摄氏度时 , 质量好的隔膜纸 , 会将细孔关闭 , 电化学反应终止或近乎终止 , 电流骤降 , 温度也慢慢下降 , 进而避免了爆炸发生 。 但是 , 细孔关闭率太差 , 或是细孔根本不会关闭的隔膜纸 , 会让电池温度继续升高 , 更多的电解液汽化 , 最后将电池外壳撑破 , 甚至将电池温度提高到使材料燃烧并爆炸 。
内部短路爆炸
【电池爆炸原理,看完这篇就懂了!】内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜 , 或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成 。 这些细小的针状金属 , 会造成微短路 。 由于 , 针很细有一定的电阻值 , 因此 , 电流不见得会很大 。 铜铝箔毛刺系在生产过程造成 , 可观察到的现象是电池漏电太快 , 多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来 。 而且 , 由于毛刺细小 , 有时会被烧断 , 使得电池又恢复正常 。 因此 , 因毛刺微短路引发爆炸的机率不高 。
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过充爆炸
这样的说法 , 可以从各电芯厂内部都常有充电后不久 , 电压就偏低的不良电池 , 但是却鲜少发生爆炸事件 , 得到统计上的支持 。 因此 , 内部短路引发的爆炸 , 主要还是因为过充造成的 。 因为 , 过充后极片上到处都是针状锂金属结晶 , 刺穿点到处都是 , 到处都在发生微短路 。 因此 , 电池温度会逐渐升高 , 最后高温将电解液气体 。 这种情形 , 不论是温度过高使材料燃烧爆炸 , 还是外壳先被撑破 , 使空气进去与锂金属发生激烈氧化 , 都是爆炸收场 。
但是过充引发内部短路造成的这种爆炸 , 并不一定发生在充电的当时 。 有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时 , 消费者就终止充电 , 带手机出门 。 这时众多的微短路所产生的热 , 慢慢的将电池温度提高 , 经过一段时间后 , 才发生爆炸 。 消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很烫 , 扔掉后就爆炸 。
综合以上爆炸的类型 , 我们可以将防爆重点放在过充的防止、外部短路的防止、及提升电芯安全性三方面 。 其中过充防止及外部短路防止属于电子防护 , 与电池系统设计及电池组装有较大关系 。 电芯安全性提升之重点为化学与机械防护 , 与电池芯制造厂有较大关系 。
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过充爆炸
这样的说法 , 可以从各电芯厂内部都常有充电后不久 , 电压就偏低的不良电池 , 但是却鲜少发生爆炸事件 , 得到统计上的支持 。 因此 , 内部短路引发的爆炸 , 主要还是因为过充造成的 。 因为 , 过充后极片上到处都是针状锂金属结晶 , 刺穿点到处都是 , 到处都在发生微短路 。 因此 , 电池温度会逐渐升高 , 最后高温将电解液气体 。 这种情形 , 不论是温度过高使材料燃烧爆炸 , 还是外壳先被撑破 , 使空气进去与锂金属发生激烈氧化 , 都是爆炸收场 。
但是过充引发内部短路造成的这种爆炸 , 并不一定发生在充电的当时 。 有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时 , 消费者就终止充电 , 带手机出门 。 这时众多的微短路所产生的热 , 慢慢的将电池温度提高 , 经过一段时间后 , 才发生爆炸 。 消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很烫 , 扔掉后就爆炸 。
综合以上爆炸的类型 , 我们可以将防爆重点放在过充的防止、外部短路的防止、及提升电芯安全性三方面 。 其中过充防止及外部短路防止属于电子防护 , 与电池系统设计及电池组装有较大关系 。 电芯安全性提升之重点为化学与机械防护 , 与电池芯制造厂有较大关系 。
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