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鋰電池包安全隱患檢測(cè)方法、及鋰電池解決方案

來(lái)源:未知  日期:2018-06-15 09:34  瀏覽量:

  鋰電池包安全隱患檢測(cè)方法、及鋰電池解決方案。鋰電池包的安全一直是大家備受關(guān)注的問(wèn)題,隨著鋰電池包體積小、重量輕、性能好和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)被日漸使用,但是安全性更重要。鋰電池包安全問(wèn)題是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

  近些年,由于電池安全問(wèn)題引發(fā)的事故比比皆是,很多問(wèn)題造成的后果觸目驚心,比如震驚業(yè)界的波音787“夢(mèng)幻”客機(jī)鋰電池起火事件,以及SamsungGalaxy Note 7 大范圍的電池起火爆炸事件,給鋰離子電池的安全性問(wèn)題再次敲響了警鐘。

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  一、鋰電池可能會(huì)出現(xiàn)的安全隱患

  制造工藝中的安全隱患

  鋰電池包在制造過(guò)程中,電極制造、電池裝配等過(guò)程都會(huì)對(duì)電池的安全性產(chǎn)生影響。如正極和負(fù)極混料、涂布、輥壓、裁片或沖切、組裝、加注電解液的量、封口、化成等諸道工序的質(zhì)量控制,無(wú)一不影響電池的性能和安全性。

  鋰電池使用過(guò)程中的安全隱患

  鋰電池包在使用過(guò)程中應(yīng)該盡可能減少過(guò)充電或者過(guò)放電,特別對(duì)于單體容量高的電池,因熱擾動(dòng)可能會(huì)引發(fā)一系列放熱副反應(yīng),導(dǎo)致安全性問(wèn)題。

  正極材料的安全隱患

  當(dāng)鋰電池包使用不當(dāng)時(shí),導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度的升高,使正極材料會(huì)發(fā)生活性物質(zhì)的分解和電解液的氧化。同時(shí),這兩種反應(yīng)能夠產(chǎn)生大量的熱,從而造成電池溫度的進(jìn)一步上升。不同的脫鋰狀態(tài)對(duì)活性物質(zhì)晶格轉(zhuǎn)變、分解溫度和電池的熱穩(wěn)定性影響相差很大。

  負(fù)極材料的安全隱患

  早期使用的負(fù)極材料是金屬鋰,組裝的電池在多次充放電后易產(chǎn)生鋰枝晶,進(jìn)而刺破隔膜,導(dǎo)致電池短路、漏液甚至發(fā)生爆炸

  隔膜與電解液的安全隱患

  鋰電池的電解液為鋰鹽與有機(jī)溶劑的混合溶液,其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰,該材料在高溫下易發(fā)生熱分解,并與微量的水以及有機(jī)溶劑之間進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng),降低電解液的熱穩(wěn)定性。電解液有機(jī)溶劑為碳酸酯類,這類溶劑沸點(diǎn)、閃點(diǎn)較低,在高溫下容易與鋰鹽釋放PF5的反應(yīng),易被氧化。

  二、鋰電池安全檢測(cè)

  鋰電池包生產(chǎn)出來(lái)后,在到達(dá)消費(fèi)者手中之前,還需要進(jìn)行一系列檢測(cè),以盡量保證電池的安全性,降低安全隱患。

  1、擠壓測(cè)試:將充滿電的電池放在一個(gè)平面上,由油壓缸施與13±1KN的擠壓力,由直徑為32mm的鋼棒平面擠壓電池,一旦擠壓壓力到達(dá)最大停止擠壓,電池不起火,不爆炸即可。

  2、撞擊測(cè)試:電池充滿電后,放置在一個(gè)平面上,將直徑15.8mm的鋼柱垂直置于電池中心,將重量9.1kg的重物從610mm的高度自由落到電池上方的鋼柱上。電池不起火、不爆炸即可。

  3、過(guò)充測(cè)試:將電池用1C充滿電,按照3C過(guò)充10V進(jìn)行過(guò)充試驗(yàn),當(dāng)電池過(guò)充時(shí)電壓上升到一定電壓時(shí)穩(wěn)定一段時(shí)間,接近一定時(shí)間時(shí)電池電壓快速上升,當(dāng)上升至一定限度時(shí),電池高帽拉斷,電壓跌至0V,電池沒(méi)有起火、爆炸即可。

  4、短路測(cè)試:將電池充滿電后用電阻不大于50mΩ的導(dǎo)線將電池正負(fù)極短路,測(cè)試電池的表面溫度變化,電池表面最高溫度為140℃,電池蓋帽拉開(kāi),電池不起火、不爆炸。

  5、針刺測(cè)試:將充滿電的電池放在一個(gè)平面上,用直徑3mm的鋼針沿徑向?qū)㈦姵卮檀?。測(cè)試電池不起火、不爆炸即可。

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  三、鋰電池安全性解決方案

  改善電池的安全保護(hù)設(shè)計(jì)

  除了提高電池材料的安全性,鋰電池包采用的許多安全保護(hù)措施,如設(shè)置電池安全閥、熱溶保險(xiǎn)絲、串聯(lián)具有正溫度系數(shù)的部件、采用熱封閉隔膜、加載專用保護(hù)電路、專用電池管理系統(tǒng)等,也是增強(qiáng)安全性的手段。

  提高電極材料的安全性

  對(duì)于正極材料,提高其安全性的常見(jiàn)方法為包覆修飾,如用金屬氧化物對(duì)正極材料進(jìn)行表面包覆,可以阻止正極材料與電解液之間的直接接觸,抑制正極物質(zhì)發(fā)生相變,提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,降低晶格中陽(yáng)離子的無(wú)序性,以降低副反應(yīng)產(chǎn)熱。

  對(duì)于負(fù)極材料,由于其表面的往往是鋰離子電池中最容易發(fā)生熱化學(xué)分解并放熱的部分,因此提高SEI膜的熱穩(wěn)定性是提高負(fù)極材料安全性的關(guān)鍵方法。通過(guò)微弱氧化、金屬和金屬氧化物沉積、聚合物或者碳包覆,可以提高負(fù)極材料熱穩(wěn)定性。

  提高電解液的安全性

  電解液與正、負(fù)電極之間均存在很高的反應(yīng)活性,尤其在高溫下,為了提高電池的安全性,提高電解液的安全性是比較有效的方法之一。通過(guò)加入功能添加劑、使用新型鋰鹽以及使用新型溶劑可以有效解決電解液的安全隱患。

  所以說(shuō),鋰電池包的安全性問(wèn)題是很重要的,親們買(mǎi)到以后一定要記得在專業(yè)人員指導(dǎo)下進(jìn)行安全測(cè)試才可以使用哦!安全隱患不容忽視。


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