常見(jiàn)爆炸原因

1、原材料、來(lái)料存在嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，重要是電解液的質(zhì)量；

2、極片吸水，水與電解液反應(yīng)，出現(xiàn)大量的氣體和熱；

3、注液量偏少，充放電內(nèi)阻較大，影響鋰離子傳輸；

4、蓋板焊接、封口工序不良，密封性能差，存在漏氣，外部水分進(jìn)入；

5、內(nèi)部微短路，重要是粉塵毛刺，多來(lái)源于極片裁切掉料和切刀毛刺；

6、電流過(guò)大，負(fù)極不能接納更多的鋰離子，形成枝晶，刺穿隔膜短路；

7、電池過(guò)充，材料結(jié)構(gòu)坍塌，鋰枝晶形成刺穿隔膜。

爆炸類型分析

鋰離子電池的爆炸類型，重要分為短路和過(guò)充，短路又分為內(nèi)部短路和外部短路。

咱先說(shuō)說(shuō)外部短路，原理很簡(jiǎn)單，一個(gè)導(dǎo)電的物質(zhì)，從電池外部同時(shí)聯(lián)通了正極和負(fù)極。發(fā)生外部短路的時(shí)候，電流變大，電池內(nèi)部開始產(chǎn)熱，當(dāng)熱量變大，電解液會(huì)分解，出現(xiàn)大量氣體，電池鼓脹。我們說(shuō)到很多隔膜有閉孔的功能，達(dá)到一定溫度隔膜會(huì)閉孔，阻止鋰離子的傳輸，從而阻斷化學(xué)反應(yīng)，電流降下來(lái)，溫度也慢慢下降，從而防止了電池爆炸。當(dāng)然，以上只是基于質(zhì)量良好的隔膜。

內(nèi)部短路重要是因?yàn)殂~箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜，或是鋰原子的樹枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。這些細(xì)小的針狀金屬，會(huì)造成微短路。由于很細(xì)有一定的電阻值，因此，電流不見(jiàn)得會(huì)很大。銅鋁箔毛刺會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程造成，可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電、自放電快，多數(shù)可被短路測(cè)試儀檢測(cè)出來(lái)。而且，由于毛刺細(xì)小，有時(shí)會(huì)被燒斷，使得電池又恢復(fù)正常。因此，因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機(jī)率不高。毛刺重要來(lái)源于分切，激光切少有毛刺。而枝晶來(lái)源就多了，大電流、析鋰等等都會(huì)造成。

過(guò)充造成的爆炸，是比較常見(jiàn)的。電池過(guò)充后極片上到處都是針狀鋰金屬結(jié)晶，刺穿點(diǎn)到處都是，到處都在發(fā)生微短路。因此，電池溫度會(huì)逐漸升高，最后高溫將電解液氣體。這種情形，不論是溫度過(guò)高使材料燃燒爆炸，還是外殼先被撐破，使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈氧化，都是爆炸！?。〉沁^(guò)充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸，并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時(shí)。我們以常見(jiàn)的手機(jī)電池分析，還有這樣一種情況，電池溫度還未高到讓材料燃燒、出現(xiàn)的氣體也未足以撐破電池外殼時(shí)，我們就終止充電，帶手機(jī)出門。這時(shí)眾多的微短路所出現(xiàn)的熱，慢慢的將電池溫度提高，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，才發(fā)生爆炸。消費(fèi)者共同的描述都是拿起手機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)手機(jī)很燙，扔掉后就爆炸。雖然現(xiàn)在很多都有自動(dòng)斷電功能，但還是溫馨提示，盡量不要長(zhǎng)時(shí)間充電。

保護(hù)機(jī)制

無(wú)論是充電，還是放電，我們都有一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，通常使用的是以電壓來(lái)停止。以鎳鈷錳酸鋰配石墨負(fù)極的三元電池為例，當(dāng)電池充電電壓高于4.2V時(shí)，危險(xiǎn)也會(huì)悄悄到來(lái)，電壓越高，危險(xiǎn)性越高。因?yàn)楫?dāng)電壓高于4.2V時(shí)候，正極材料里面的鋰原子數(shù)量減少，儲(chǔ)存原子的結(jié)構(gòu)就會(huì)坍塌，并且是永久性的是不可逆的。假如繼續(xù)充電，那么負(fù)極已經(jīng)塞滿了鋰離子情況下，鋰離子就會(huì)在負(fù)極表面與電子生成鋰金屬，也就是我們說(shuō)的枝晶，這些枝晶會(huì)刺穿隔膜，使正負(fù)極短路。過(guò)充還會(huì)讓溫度升高，溫度超過(guò)180℃，電解液會(huì)分解，出現(xiàn)大量的氣體和熱量，殼體會(huì)膨脹，破裂后，氧氣進(jìn)入與鋰金屬發(fā)生劇烈反應(yīng)也會(huì)爆炸。所以充電電壓上限是一個(gè)保護(hù)措施。

鋰離子電池放電時(shí)也要有電壓下限。當(dāng)電芯電壓低于2.4V時(shí)，部分材料會(huì)開始被破壞。又由于電池會(huì)自放電，放愈久電壓會(huì)愈低，因此，放電時(shí)最好不要放到2.4V才停止。鋰離子電池從3.0V放電到2.4V這段期間，所釋放的能量只占電池容量的3%左右。通常，我們?nèi)姵剡x用3.0V作為一個(gè)理想的放電截止電壓。所以不要過(guò)放是另一個(gè)保護(hù)措施。

除了剛才說(shuō)的充電截止電壓、放電截止電壓以外，我們還用電流來(lái)保護(hù)電池，也就是我們常關(guān)注的倍率性能，那些所謂的幾分鐘充滿電選用了特殊材料，比如石墨烯。可以簡(jiǎn)單理解為你的茶杯，帶網(wǎng)狀茶隔的那種，假如你慢慢倒水，一點(diǎn)也不堵，水也不會(huì)濺出來(lái)?？墒悄銚Q了一個(gè)大水龍頭，你會(huì)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上堵塞了，來(lái)不及進(jìn)去。大電流對(duì)電池的傷害重要表現(xiàn)為，電流過(guò)大時(shí)，鋰離子來(lái)不及進(jìn)入儲(chǔ)存格，會(huì)聚集于材料表面。這些鋰離子獲得電子后，會(huì)在材料表面出現(xiàn)鋰原子結(jié)晶，這與過(guò)充相同，會(huì)造成危險(xiǎn)。萬(wàn)一電池外殼破裂，就會(huì)爆炸。