鋰電池轉(zhuǎn)鼓外殼脫落的原因及處理措施

鋰電池外殼特性

 

鋰是最輕的基本金屬，原子序數(shù)為3，原子量為6.941。為了提高安全性和電壓，科學(xué)家們開發(fā)了石墨和鋰鈷氧化物等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)形成了微小的納米級存儲格，可以用來存儲鋰原子。這樣，即使電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，氧分子也太大，無法裝入微小的電池中，從而防止鋰原子與氧氣接觸并爆炸。

 

電池保護(hù)措施

 

當(dāng)充電電壓超過4.2v時，鋰電池會開始產(chǎn)生副作用。壓力越大，風(fēng)險(xiǎn)越大。當(dāng)鋰電池電壓高于4.2v時，只有不到一半的鋰原子留在正極材料中，電池經(jīng)常會崩潰，導(dǎo)致電池容量永久性下降。如果電池充電，后續(xù)的鋰金屬會在材料表面堆積，因?yàn)樨?fù)極電池已經(jīng)充滿了鋰原子。這些鋰原子從陰極表面向鋰離子方向生長出樹枝狀晶體。這些鋰晶體將通過隔膜紙，短路陽極和陰極。有時電池在短路發(fā)生前就爆炸了。這是因?yàn)樵谶^度充電的過程中，電解質(zhì)等物質(zhì)會分解產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致電池外殼或壓力閥膨脹和爆裂，允許氧氣進(jìn)入，并與積聚在負(fù)極表面的鋰原子發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致負(fù)極爆炸。

 

因此，鋰電池充電時，必須設(shè)置電壓上限，才能兼顧電池的壽命、容量和安全性。充電電壓的最優(yōu)上限為4.2v。鋰電池放電也必須有一個較低的電壓限制。當(dāng)電池電壓低于2.4v時，部分材料開始損壞。而且由于電池會自放電，電壓越長越低，因此，最好不要把放電到2.4V停止。在3.0v至2.4v放電期間，鋰電池只能釋放約3%的容量。因此，3.0v是理想的放電截止電壓。充放電時，除了電壓限制外，電流限制也是必要的。當(dāng)電流過大時，鋰離子沒有時間進(jìn)入儲存電池，會在材料表面堆積。

 

當(dāng)這些離子獲得電子時，它們會在材料的表面結(jié)晶化鋰原子，這和充電過量一樣危險(xiǎn)。如果電池盒壞了，它就會爆炸。因此，鋰離子電池的保護(hù)，至少要包括:充電電壓上限、放電電壓下限、電流上限三部分。一般鋰電池池組，除了鋰電池電池外，還會有一個保護(hù)板，這個保護(hù)板主要是提供這三個保護(hù)。然而，三防護(hù)板明顯不夠，鋰電池爆炸事故仍在世界各地頻繁發(fā)生。為了保證電池系統(tǒng)的安全，必須更仔細(xì)地分析電池爆炸的原因。

鋰電池爆炸

 

1. 大內(nèi)部極化;

 

2. 極片吸水，與電解液反應(yīng)產(chǎn)生氣鼓;

 

3.電解液的質(zhì)量和性能;

 

4. 注射量達(dá)不到技術(shù)要求;

 

5. 激光焊接在安裝和準(zhǔn)備過程中密封性能差，測量時漏氣;

 

6. 粉塵和極片粉塵極易引起微短路;

 

7. 陽極、陰極板厚度大于工藝范圍，不易進(jìn)入外殼;

 

8. 注液密封問題;鋼球密封性能差，導(dǎo)致氣鼓;

 

9. 殼體壁厚過大，殼體材料無法進(jìn)入，殼體變形影響厚度;

 

10. 環(huán)境溫度高也是爆炸的主要原因。