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鋰電池鼓包原因是什么(鋰電池鼓包解決方法)

鋰電池鼓包原因是什么(鋰電池鼓包解決方法)

發(fā)布人:電池鼓包原因-格瑞普 發(fā)布時(shí)間:2023-11-15 瀏覽次數(shù):2560

  鋰電池由于其能量比高,安全性高等原因,在市場(chǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用,像鋰電這一類電池雖然沒有聚合物電池那樣擁有更高的安全性,但是由于其發(fā)展較早,因此比較便宜,同時(shí)很多廠家都能夠生產(chǎn),這就導(dǎo)致參差不齊,鋰電池的安全性有時(shí)候會(huì)得不到保證,另外如果使用不當(dāng)或者是制作水平有限的話還是有一定的安全隱患的,就比如電池鼓包,既然如此,那鋰電池鼓包原因是什么,鋰電池鼓包解決方法是怎么樣的?

鋰電池

  鋰電池基本結(jié)構(gòu)是怎么樣的?

  鋰電池包主要材料構(gòu)成:正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜(隔離材料)組成。

鋰電池基本結(jié)構(gòu)

  正極

  從電池重量構(gòu)成上來(lái)看,正極材料占有較大比例(一般在70%~80%),因?yàn)檎龢O材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。正極材料占鋰離子電池成本30%~40%,也直接影響鋰電池包的能量密度和性能。

  負(fù)極

  負(fù)極材料是由相對(duì)于正極電勢(shì)更低的材料構(gòu)成,并具有高比容量和較好的充放電可逆性,從而在嵌鋰的過(guò)程中保持良好的尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性(不發(fā)生嚴(yán)重變形)。

  負(fù)極材料主要影響鋰電池包的效率、循環(huán)性能等,負(fù)極材料的性能也直接影響鋰電池的性能,負(fù)極材料占鋰電池總成本10~20%左右。負(fù)極材料種類上,包括碳系負(fù)極、非碳性負(fù)極。

  電解液

  電解液在正極與負(fù)極之間起到運(yùn)輸電荷的作用(類似與無(wú)線電中的載波),具有較高的離子電導(dǎo)率,一般應(yīng)達(dá)到1x10-3~2x10-2 S/cm。它影響著鋰電池包的能量密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、功率密度、安全性能等因素。

  隔膜

  隔膜有一定的孔徑和孔隙率,保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率,對(duì)鋰離子有很好的透過(guò)性,對(duì)電解液的浸潤(rùn)性好并具有足夠的吸液保濕能力,保持離子導(dǎo)電性,同時(shí)具有電子絕緣性,保證正負(fù)極的機(jī)械隔離,此外應(yīng)有足夠的穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能及耐電解液腐蝕性和足夠的電化學(xué)穩(wěn)定性。動(dòng)力電池對(duì)隔膜的要求更高,通常采用復(fù)合膜。

鋰電池鼓包

  鋰電池鼓包原因是什么?

  鋰電池鼓包的原因主要有以下原因:

  1:廠商生產(chǎn)制作工藝問(wèn)題

  由于廠家眾多,很多廠家為省成本,使得制作環(huán)境惡劣,使用將要淘汰設(shè)備機(jī)器等等,這樣一來(lái)使得電池的涂層不均勻,電解液內(nèi)混入了灰塵顆粒等。這些都有可能使得鋰電池包在用戶使用時(shí)出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)更大的危險(xiǎn)。

  2:用戶日常使用習(xí)慣

  第2種在于用戶本身,如果用戶在使用鋰電池產(chǎn)品時(shí)使用不當(dāng),如過(guò)充電過(guò)放電,或者是在環(huán)境極端惡劣的環(huán)境中持續(xù)使用等也都有可能使得鋰電池出現(xiàn)鼓包。

  3:過(guò)充導(dǎo)致的鼓包

  過(guò)度充電會(huì)導(dǎo)致正極材料里的鋰原子全部跑到負(fù)極材料里面,導(dǎo)致正極原本飽滿的柵格發(fā)生變形垮塌,這也是鋰電池包電量下降的一個(gè)主要原因。在這個(gè)過(guò)程中,負(fù)極的鋰離子越來(lái)越多,過(guò)度堆積使得鋰原子長(zhǎng)出樹樁結(jié)晶,使得電池發(fā)生鼓脹。

  4:過(guò)放導(dǎo)致的鼓包

  SEI膜對(duì)負(fù)極材料會(huì)產(chǎn)生保護(hù)作用,使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌,并且可以增加電極材料的循環(huán)壽命。SEI膜并非一成不變,在充放電過(guò)程中會(huì)有少許的變化,主要是部分有機(jī)物會(huì)發(fā)生可逆的變化。電池過(guò)度放電后使得SEI膜發(fā)生可逆性破環(huán),保護(hù)負(fù)極材料的SEI破壞后使得負(fù)極材料崩塌,從而形成鋰電池鼓包現(xiàn)象。

  如果使用的充電器不符合要求,輕則使電池鼓包,重則出現(xiàn)安全事故,甚至爆炸都有可能。

  5:長(zhǎng)期不用且保存不恰當(dāng)

  任何一種產(chǎn)品如果長(zhǎng)期不用的話,原有的性能基本上都會(huì)下降,電池長(zhǎng)期不使用,然后也沒有進(jìn)行較好的保存處理。當(dāng)其長(zhǎng)期暴露于空氣中不使用,并且電量充滿。由于空氣在一定程度上是導(dǎo)電的,放的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就相當(dāng)于電池的正負(fù)極直接接觸,進(jìn)行了慢性的短路,一旦短路就會(huì)發(fā)熱,一些電解質(zhì)分解甚至氣化,從而導(dǎo)致發(fā)生鼓包。

  其中過(guò)充過(guò)放導(dǎo)致的鼓包原因如下:

  1、過(guò)充導(dǎo)致的鼓包:過(guò)度充電會(huì)導(dǎo)致正極材料里的鋰原子全部跑到負(fù)極材料里面,導(dǎo)致正極原本飽滿的柵格發(fā)生變形垮塌,這也是鋰電池電量下降的一個(gè)主要原因。在這個(gè)過(guò)程中,負(fù)極的鋰離子越來(lái)越多,過(guò)度堆積使得鋰原子長(zhǎng)出樹樁結(jié)晶,使得鋰電池發(fā)生鼓脹。

  2、過(guò)放導(dǎo)致的鼓包:在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過(guò)程中,電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。形成的鈍化層膜能有效地阻止電解液分子的通過(guò),但Li+ 卻可以經(jīng)過(guò)該鈍化層自由地嵌入和脫出,具有固體電解質(zhì)的特征,因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質(zhì)界面膜”( solid electrolyte interface) ,簡(jiǎn)稱SEI。SEI膜對(duì)負(fù)極材料會(huì)產(chǎn)生保護(hù)作用,使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌,并且可以增加電極材料的循環(huán)壽命。SEI膜并非一成不變,在充放電過(guò)程中會(huì)有少許的變化,主要是部分有機(jī)物會(huì)發(fā)生可逆的變化。電池過(guò)度放電后使得SEI膜發(fā)生可逆性破環(huán),保護(hù)負(fù)極材料的SEI破壞后使得負(fù)極材料崩塌,從而形成鼓包現(xiàn)象。

  這兩個(gè)因素會(huì)導(dǎo)致電池在使用過(guò)程中,電池內(nèi)部發(fā)生近似于短路的劇烈反應(yīng),生成大量的熱,進(jìn)而導(dǎo)致電解質(zhì)分解氣化,電池就鼓起來(lái)了。

  磷酸鐵鋰電池鼓包原因有哪些?

  1、過(guò)度充電:當(dāng)磷酸鐵鋰電芯過(guò)度充電時(shí),內(nèi)部產(chǎn)生的氣體(如氧氣)會(huì)導(dǎo)致電芯內(nèi)部壓力升高。如果電芯的安全閥或密封性能不足,無(wú)法及時(shí)釋放內(nèi)部氣體,就會(huì)導(dǎo)致電芯鼓包。

  2、過(guò)度放電:過(guò)度放電也可能導(dǎo)致磷酸鐵鋰電芯鼓包。當(dāng)電芯過(guò)度放電時(shí),電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生氣體。如果電芯的安全閥或密封性能不好,無(wú)法及時(shí)排出內(nèi)部產(chǎn)生的氣體,電芯就會(huì)鼓包。

  3、過(guò)熱:磷酸鐵鋰電芯在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量如果無(wú)法及時(shí)散熱,電芯溫度會(huì)升高。過(guò)高的溫度會(huì)引起電芯內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)加速,導(dǎo)致氣體產(chǎn)生過(guò)多,造成電芯鼓包。

  4、內(nèi)部短路:電芯內(nèi)部的短路可能導(dǎo)致局部過(guò)熱,進(jìn)而引起氣體產(chǎn)生和電芯鼓包。內(nèi)部短路可能由電芯內(nèi)部的電極材料異物、損傷、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷等引起。

  5、外部物理?yè)p傷:電芯遭受外部物理?yè)p傷,如撞擊、擠壓、刺穿等,可能導(dǎo)致電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,進(jìn)而引起氣體產(chǎn)生和電芯鼓包。

  當(dāng)磷酸鐵鋰電芯出現(xiàn)鼓包時(shí),應(yīng)立即停止使用,并遵循正確的處理方式。鼓包的電芯可能存在安全隱患,如發(fā)生漏液、發(fā)熱、爆炸等。建議將鼓包的電芯妥善處理,并交由專業(yè)的電池回收機(jī)構(gòu)進(jìn)行處置。

  鋰電池鼓包解決方法

  1、用完一半上下的電量就開始補(bǔ)充電量,極少數(shù)情況下才進(jìn)行一次完全的放電和完全充電保養(yǎng)(比如用了幾個(gè)月到半年了就完全放充一次,頻繁完全充放容易長(zhǎng)結(jié)晶),這樣能大大減少結(jié)晶量,可明顯減緩鼓包現(xiàn)象。

  2、停止使用:一旦發(fā)現(xiàn)鋰電池出現(xiàn)鼓包,應(yīng)該立即停止使用,并盡快進(jìn)行維修或更換。

  3、安全處理:鼓包的鋰電池可能會(huì)發(fā)生泄漏或爆炸,因此在處理時(shí)需要注意安全,避免直接觸碰電池,應(yīng)穿戴防護(hù)手套等相關(guān)保護(hù)設(shè)備,鼓包的鋰電池可以直接廢棄,因?yàn)殡娏θ萘恳呀?jīng)很小了。

  4、送修或更換:如果鋰電池出現(xiàn)鼓包,一般建議到專業(yè)的服務(wù)站進(jìn)行維修或更換。在更換時(shí),要選擇與原電池相匹配的電池,以保證使用效果和安全性。

  5、鋰電池包一般要專業(yè)回收才不造成污染,如果沒辦法處理,就扔到分類回收垃圾桶。

  需要注意的是,鋰電池鼓包是一種較為嚴(yán)重的問(wèn)題,不應(yīng)采取DIY修理的方式進(jìn)行處理。

  以上就是鋰電池鼓包原因是什么及鋰電池鼓包解決方法的介紹,總之,鋰電池鼓包是一種嚴(yán)重的安全問(wèn)題,其發(fā)生原因多種多樣。為了預(yù)防鋰電池鼓包的發(fā)生,需要從電池設(shè)計(jì)和制造、使用條件和電池的日常維護(hù)等多個(gè)方面進(jìn)行綜合防范。

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