锂电池发鼓胀气和爆破因素解析

    一、锂电池特性

锂是化学周期表上直径最小也最生动的金属。体积小所以容量密度高，广受消费者与工程师欢迎。可是，化学特性太生动，则带来了极高的风险性。锂金属暴露在空气中时，会与氧气发作剧烈的氧化反响而爆破。为了提高安全性及电压，科学家们发明晰用石墨及钴酸锂等资料来贮存锂原子。

这些资料的分子结构，形成了奈米等级的细微贮存格子，可用来贮存锂原子。这么一来，即使是电池外壳决裂，氧气进入，也会因氧分子太大，进不了这些细微的贮存格，使得锂原子不会与氧气触摸而避免爆破。

锂离子电池的这种原理，使得大家在取得它高容量密度的一起，也到达安全的意图。 锂离子电池充电时，正极的锂原子会损失电子，氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去，进入负极的贮存格，并取得一个电子，还原为锂原子。放电时，全部程序倒过来。

为了避免电池的正负极直接碰触而短路，电池内会再加上一种拥有很多细孔的隔阂纸，来避免短路。好的隔阂纸还能够在电池温度过高时，主动封闭细孔，让锂离子无法穿越，以自废武功，避免风险发作。

维护措施： 锂电池电芯过充到电压高于4.2V后，会开端发作副作用。过充电压愈高，风险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后，正极资料内剩下的锂原子数量不到一半，此刻贮存格常会垮掉，让电池容量发作永久性的降低。假如持续充电，由于负极的贮存格现已装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极资料外表。

这些锂原子会由负极外表往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔阂纸，使正负极短路。有时在短路发作前电池就先爆破，这是由于在过充进程，电解液等资料会裂解发作气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨决裂，让氧气进入与堆积在负极外表的锂原子反响，进而爆破。因而，锂电池充电时，一定要设定电压上限，才能够一起兼顾到电池的寿数、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。

锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时，有些资料会开端被损坏。又由于电池会自放电，放愈久电压会愈低，因而，放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段时期，所开释的能量只占电池容量的3%左右。因而，3.0V是一个理想的放电截止电压。 充放电时，除了电压的约束，电流的约束也有其必要。

电流过大时，锂离子来不及进入贮存格，会集合于资料外表。这些锂离子取得电子后，会在资料外表发作锂原子结晶，这与过充相同，会形成风险性。万一电池外壳决裂，就会爆破。因而，对锂离子电池的维护，最少要包括：充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。

一般锂电池组内，除了锂电池芯外，都会有一片维护板，这片维护板首要即是供给这三项维护。可是，维护板的这三项维护显然是不行的，全球锂电池爆破事件仍是频传。

要保证电池系统的安全性，有必要对电池爆破的因素，进行更细心的剖析。

二、电池爆破因素:

1、 内部极化较大；

2、极片吸水,与电解液发作反响气鼓；

3、电解液自身的质量,功能疑问；

4、注液时分注液量达不到技术请求；

5、安装制程中激光焊焊接密封功能差,漏气.测漏气漏测；

6、粉尘,极片粉尘首要易致使微短路,具体因素不知道；

7、正负极片较技术规模偏厚,入壳难；

8、注液封口疑问,钢珠密封功能欠好致使气鼓；

9、壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度；

三、爆破类型剖析

电池芯爆破的类形可概括为外部短路、内部短路、及过充三种。

此处的外部系指电芯的外部，包括了电池组内部绝缘设计不良等所导致的短路。 当电芯外部发作短路，电子组件又未能堵截回路时，电芯内部会发作高热，形成有些电解液汽化，将电池外壳撑大。

当电池内部温度高到135摄氏度时，质量好的隔阂纸，会将细孔封闭，电化学反响停止或近乎停止，电流骤降，温度也渐渐降低，进而避免了爆破发作。可是，细孔封闭率太差，或是细孔底子不会封闭的隔阂纸，会让电池温度持续增加，更多的电解液汽化，最终将电池外壳撑破，乃至将电池温度提高到使资料焚烧并爆破。

内部短路首要是由于铜箔与铝箔的毛刺穿破隔阂，或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所形成。这些细微的针状金属，会形成微短路。由于，针很细有一定的电阻值，因而，电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生产进程形成，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。

并且，由于毛刺细微，有时会被烧断，使得电池又恢复正常。因而，因毛刺微短路引起爆破的机率不高。这么的说法，能够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，可是却鲜少发作爆破事件，得到统计上的支撑。因而，内部短路引起的爆破，首要仍是由于过充形成的。由于，过充后极片上处处都是针状锂金属结晶，刺穿点处处都是，处处都在发作微短路。

因而，电池温度会逐步增加，最终高温将电解液气体。这种情形，不论是温度过高使资料焚烧爆破，仍是外壳先被撑破，使空气进入与锂金属发作剧烈氧化，都是爆破收场。

可是过充引起内部短路形成的这种爆破，并不一定发作在充电的其时。有也许电池温度还未高到让资料焚烧、发作的气体也未足以撑破电池外壳时，消费者就停止充电，带手机出门。这时很多的微短路所发作的热，渐渐的将电池温度提高，经过一段时间后，才发作爆破。消费者一起的描绘都是拿起手机时发现手机很烫，丢掉后就爆破。