鋰電池爆炸的原因

鋰電池的制作過(guò)程，及各材料的配比和電池的使用，都有可能引起鋰電池爆炸隱患，下面從：電池制造材料、電池設(shè)和電池計(jì)使用這三方面來(lái)進(jìn)行分析爆炸的原因。

1、鋰電池制造材料：
a正極材料：
其一從材料本身安全性來(lái)說(shuō)，熱穩(wěn)定性LiNiO2<LiNi0.8Co0.202<LiCoO2<LiMn204<LiFePO4 <LiNi3/8Co1/4Mn3/802當(dāng)溫度升高到一定值后，材料分解，產(chǎn)生大量的熱；
其二從正極標(biāo)的理論容量與實(shí)際發(fā)揮的容量來(lái)看，沒(méi)有脫嵌的鋰離子越多，過(guò)充時(shí)，產(chǎn)生枝晶的可能性就越大，刺穿隔膜引起短路。理論值與實(shí)際值相差越小，安全性就越高，鉆酸鋰270-140<錳酸鋰148-110<磷酸鐵鋰170-130，且鐵鋰的電壓只有3.2V，安全性最高。熱分解溫度：鉆：錳：鐵鋰=180：200:220
b鋰電池隔膜：隔膜熱閉孔性對(duì)電池的安全有很大的影響，當(dāng)溫度超過(guò)120-135度，如隔膜沒(méi)有閉孔，電池繼續(xù)升溫，內(nèi)壓升高到極限，電池就會(huì)爆炸。如溫度過(guò)高，隔膜會(huì)熔化，從而引起電池大面積的短路，這就要求隔膜要有很高的熔點(diǎn)。
c鋰電池電解液：電解液在電池內(nèi)即起到導(dǎo)電作用，同時(shí)又要能起到保護(hù)作用，當(dāng)充電電壓到一定值時(shí)，形成絡(luò)合物，在電池內(nèi)部形成大面積的斷路，使正負(fù)極通過(guò)電流減小，電池溫度降低。
d極耳（鋁鎳帶）：在設(shè)計(jì)時(shí)，可能大家都沒(méi)有太多的去考慮這一因素，其實(shí)極耳是連接電池內(nèi)外的橋梁，當(dāng)短路時(shí)，會(huì)承受很大的電流，其通過(guò)的電流密度當(dāng)超過(guò)極耳最大電流密度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，致電池內(nèi)部溫度升高，內(nèi)壓增大。
e殼體：鋼殼鋁殼軟包，材料儲(chǔ)高壓能力比較：鋼殼<鋁殼<軟包，選用軟包鋁塑膜最為安全，這與它的封邊有一定的關(guān)系，當(dāng)壓力超過(guò)最大內(nèi)壓值時(shí)，封口處破裂，氣體排出，電池一般不會(huì)爆炸。
2、鋰電池的設(shè)計(jì)
a正負(fù)極容量比：電池在使用的過(guò)程中，在不同程度都會(huì)有所破壞，那就要求負(fù)極的嵌鋰空間至始至終都要比正極的脫嵌的鋰離子空間大。如在設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有考慮負(fù)極余量的大小，會(huì)造成析鋰，刺穿隔膜，造成短路。
b尺寸：電池的隔膜收縮與極片的寬度，當(dāng)隔膜收縮過(guò)大，極片會(huì)引起短路。
c放電電流：在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)產(chǎn)品的使用放電電流來(lái)設(shè)計(jì)極片的面密度壓實(shí)極耳類型等。當(dāng)面密度過(guò)大，壓實(shí)過(guò)高，極耳截面較小時(shí)，大電流放電，會(huì)產(chǎn)生析鋰，產(chǎn)生大量的熱造成電池爆炸。

d防爆結(jié)構(gòu)：當(dāng)電池內(nèi)壓達(dá)到一定的壓力時(shí)，進(jìn)行排氣減壓的功能防止電池殼體爆炸。目前采用的有刻痕防爆，排氣閥部件。
e保護(hù)系統(tǒng)：對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)過(guò)充過(guò)放過(guò)流短路。

3、鋰電池的使用：
a過(guò)充電：當(dāng)電壓超過(guò)4.2V以上時(shí)，電解液分解，產(chǎn)生大量氣體，電池內(nèi)壓升高，過(guò)充負(fù)極表面析鋰，電灑爆炸。
b高溫環(huán)境：高溫環(huán)境使用電池脹氣，電解液分解。
c保護(hù)系統(tǒng)失效外線路短路：用戶在使用時(shí)，外線路短路，造成電池爆炸。
d機(jī)械性的：刺穿碰撞造成電池短路爆炸。