讲讲锂电池爆破的那些幺蛾子

上上文说到，由于作业的缘故，拆解了许多电池，无论是好的、坏的，仍是那种不知道是好的仍是坏的。见识到各式各样的情况，因操作失误，锂电池起火焚烧倒是经常有的事（不要在没有任何防护办法下拆解电池，不要在高温高湿的环境里拆解）。言归正传，咱们讲讲锂电池爆破的那些幺蛾子。

概述

首要需要明确一些理论性的东西，不感兴趣能够直接跳过。锂电池，我想咱们应该更谨慎一点，应该叫锂离子二次电池，Li是原素周期表上直径最小、也是最活泼的金属，请静静的翻出初中的回忆“氢氦锂铍硼，碳氮氧氟氖......”。正由于他有这些特性，所以广受聪明的科学家和工程师们青睐。不过，这也是一把双刃剑，锂金属暴露在空气中，会与空气中的氧气发作剧烈的氧化反响而爆破，这也是咱们现阶段预锂化存在的一个难题。所以日常电极材猜中，咱们一般用合金资料和石墨来贮存锂原子，这些资料就像一个一个的小储物格子，锂原子就躺在里边，而较大的氧分子（开端背元素周期表），进不去到里边，他们的反响也就不会发作，避免爆破，从而完成安全的意图。

锂电池作业原理我之前的文章也有说过，此处不再赘述，只做简略介绍。锂离子电池充电时，正极的锂原子会丧失电子，氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去，进入负极的层状结构里，并取得一个电子，还原为锂原子。放电时，整个程序倒过来。（这是摇椅电池的由来）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众多细孔的隔阂来避免短路。好的隔阂还能够在电池温度过高时，主动关闭细孔，让锂离子无法穿越，以自废武功，避免风险发作。

常见爆破原因

过针刺 低温防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆标准

充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

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1、原资料、来料存在严重的质量问题，首要是电解液的质量；

2、极片吸水，水与电解液反响，发生很多的气体和热；

3、注液量偏少，充放电内阻较大，影响锂离子传输；

4、盖板焊接、封口工序不良，密封功能差，存在漏气，外部水分进入；

5、内部微短路，首要是粉尘毛刺，多来源于极片裁切掉料和切刀毛刺；

无人船智能锂电池

IP67防水，充放电分口 安全可靠

标称电压：28.8V
标称容量：34.3Ah
电池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
应用领域：勘探测绘、无人设备

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6、电流过大，负极不能接纳更多的锂离子，构成枝晶，刺穿隔阂短路；

7、电池过充，资料结构坍塌，锂枝晶构成刺穿隔阂。

爆破类型分析

锂离子电池的爆破类型，首要分为短路和过充，短路又分为内部短路和外部短路。

咱先说说外部短路，原理很简略，一个导电的物质，从电池外部同时联通了正极和负极。发作外部短路的时分，电流变大，电池内部开端产热，当热量变大，电解液会分化，发生很多气体，电池鼓胀。咱们说到很多隔阂有闭孔的功用，达到必定温度隔阂会闭孔，阻止锂离子的传输，从而阻断化学反响，电流降下来，温度也渐渐下降，从而避免了电池爆破。当然，以上只是基于质量杰出的隔阂。

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。这些细小的针状金属，会形成微短路。由于很细有必定的电阻值，因而，电流不见得会很大。铜铝箔毛刺会在生产过程形成，可观察到的现象是电池漏电、自放电快，多数可被短路测试仪检测出来。而且，由于毛刺细小，有时会被烧断，使得电池又康复正常。因而，因毛刺微短路引发爆破的机率不高。毛刺首要来源于分切，激光切少有毛刺。而枝晶来源就多了，大电流、析锂等等都会形成。

过充形成的爆破，是比较常见的。电池过充后极片上到处都是针状锂金属结晶，刺穿点到处都是，到处都在发作微短路。因而，电池温度会逐渐升高，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，使空气进去与锂金属发作剧烈氧化，都是爆破！！！但是过充引发内部短路形成的这种爆破，并不必定发作在充电的其时。咱们以常见的手机电池分析，还有这样一种情况，电池温度还未高到让资料焚烧、发生的气体也未足以撑破电池外壳时，咱们就终止充电，带手机出门。这时众多的微短路所发生的热，渐渐的将电池温度进步，经过一段时间后，才发作爆破。消费者一起的描述都是拿起手机时发现手机很烫，扔掉后就爆破。虽然现在很多都有主动断电功用，但仍是温馨提示，尽量不要长期充电。

维护机制

无论是充电，仍是放电，咱们都有一个衡量标准，一般运用的是以电压来中止。以镍钴锰酸锂配石墨负极的三元电池为例，当电池充电电压高于4.2V时，风险也会悄悄到来，电压越高，风险性越高。由于当电压高于4.2V时分，正极资料里边的锂原子数量减少，贮存原子的结构就会坍塌，并且是永久性的是不可逆的。假如持续充电，那么负极现已塞满了锂离子情况下，锂离子就会在负极表面与电子生成锂金属，也便是咱们说的枝晶，这些枝晶会刺穿隔阂，使正负极短路。过充还会让温度升高，温度超越180℃，电解液会分化，发生很多的气体和热量，壳体会膨胀，破裂后，氧气进入与锂金属发作剧烈反响也会爆破。所以充电电压上限是一个维护办法。

锂电池放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时，部分资料会开端被破坏。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才中止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间，所开释的能量只占电池容量的3%左右。一般，咱们三元电池选用3.0V作为一个理想的放电截止电压。所以不要过放是另一个维护办法。

除了刚才说的充电截止电压、放电截止电压以外，咱们还用电流来维护电池，也便是咱们常关注的倍率功能，那些所谓的几分钟充满电选用了特殊资料，比方石墨烯。能够简略理解为你的茶杯，带网状茶隔的那种，假如你渐渐倒水，一点也不堵，水也不会溅出来。但是你换了一个大水龙头，你会发现网上堵塞了，来不及进去。大电流对电池的伤害首要表现为，电流过大时，锂离子来不及进入贮存格，会集合于资料表面。这些锂离子取得电子后，会在资料表面发生锂原子结晶，这与过充相同，会形成风险。如果电池外壳破裂，就会爆破。

最终一道防地

一般咱们的电池，无论是手机仍是动力电池，都有一个电池办理系统（或软件），以及一个电池维护电路板，在电池充电和放电时，监控电池的电压，避免过充、过放、大电流的发生。假如以上都不能完成电池的防护，避免不了爆破的发作，那就只有通过自损来下降伤害了。这些就需要电芯来提供了，比方电芯的防爆阀、防过充的Fuse配合SSD翻转片，堵截电流，泄压来达到下降电池爆破的风险。