深度解读：锂电池爆炸原理分析

来源：未知  日期：2018-08-06 09:59  浏览量：次

　　锂电池具有能量密度高、循环性能稳定、绿色环保、使用寿命长等优点，在生活领域应用不断扩大，主要源于智能手机、储能领域、电动自行车和新能源汽车的广泛使用，这些年来关于如何使用锂电池的小贴士，爆炸等新闻不断，但其中经常包含很多误导性信息。下文存能电气小编就来和大家详细解读一下锂电池爆炸原因分析。

　　锂电池爆炸的原因类别：负极容量不足，水份含量过高，内部短路，保护线路老化失效，过充，过放，外部短路，外部挤压和暴力碰撞。

　　1、内部短路

　　由于内部产生短路现象，电芯大电流放电，产生大量的热，烧坏隔膜，而造成更大的短路现象，这样电芯就会产生高温，使电解液分解成气体，造成内部压力过大，当电芯的外壳无法承受这个压力时，电芯就会爆炸。

　　激光焊时，热量经壳体传导到正极耳上，使正极耳温度高，如果上部胶纸没有隔开正极耳及隔膜，热的正极耳就会使隔膜纸烧坏或收缩，造成内部短路，而形成爆炸。

　　2、高温胶纸包住负极耳

　　客户在负极耳点焊时，热量传导到负极耳上，如果高温胶纸未贴好，负极耳上的热量就会烧坏隔膜，造成内部短路，形成爆炸。

　　3、贴底部胶未完全包住底部

　　客户在底部铝镍复合带处点焊时，会在底部壳壁产生大量的热，传导极芯的底部，如果高温胶纸未完全包住隔膜，会烧坏隔膜，造成内部短路，形成爆炸。

　　4、水份含量过高

　　水份可以和电芯中的电解液反应，生产气体，充电时，可以和生成的锂反应，生成氧化锂，使电芯的容量损失，易使电芯过充而生成气体，水份的分解电压较低，充电时很容易分解生成气体，当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大，当电芯的外壳无法承受时，电芯就会爆炸。

　　5、负极容量不足

　　当正极部位对面的负极部位容量不足，或是根本没有容量时，充电时所产生的部分或全部的锂电池就无法插入负极石墨的间层结构中，会析在负极的表面，形成突起状“枝晶”，而下一次充电时，这个突起部分更容易造成锂的析出，经过几十至上百次的循环充放电后，“枝晶”会长大，最后会刺穿隔膜纸，使内部产生短路。当电芯的外壳无法承受这个压力时，电芯就会爆炸。

　　6、电芯长期过充

　　电芯长期过充：长时间充电状态下，过充、过电流也会导致高温高压，发生隐患。锂电池在特殊温度、湿度及接触不良等状况下可能瞬间放电而产生大量的电流，发生自燃或爆炸情况。

　　7、外部短路

　　外部短路可能由于操作不当，或误使用所造成，由于外部短路，电池放电电流很大，会使电芯的发热，高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全坏坏，造成内部短路，因而爆炸。

　　8、热失控

　　锂电池之所以会有爆炸的危险，是由于在电池内部的反应中一个叫“热失控”的过程。“热失控”是一个能量正反馈循环过程：升高的温度会导致系统变热，系统变热升高温度，这反过来又让系统变得更热。环境温度过高，经常过充，都会引起锂离子电池出现热失控，最终可能产生起火或者爆炸。

　　如何防止锂电池爆炸?

　　①使用固态电解质，开发固态锂电池，但是其成本较高。此外，还有就是使用新的能量供给方式，例如利用人体动能给电子设备提供能量，目前这个方案还处于实验室阶段。

　　②另外一个很直接的方案就是在现有的电解液中增加阻燃剂。但是，为了完成阻燃性，就需要在电解液中添加大量的阻燃剂，这样会相应地降低电解液的离子导电性，显著影响锂电池的电化学性能和能量密度。

　　③研究人员，制造了一种新型“智能”静电纺丝分离器，它具有热量触发机制，内部含有阻燃剂，可用于防止锂离子电池燃烧。在这种结构中，阻燃剂包装在聚合物保护壳的内部，以防阻燃剂直接溶解到电解液中，从而给电池性能造成负面影响。当锂电池内部的热量过高时，聚合物保护壳会因为高温而发生溶解，释放出阻燃剂，从而有效抑制高度易燃的电解液发生燃烧。

　　总结：所有企业必须加强控制，安全性为各项性能中最重要的。当与其它要求冲突时，优先满足安全性，这是首当其冲的。但是大家放心，随着材料技术的进步和人们对锂电池设计、制造、检测和使用诸方面要求的认识不断加深，未来的锂离子电池会变得更安全。