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技術(shù)文章

造成鋰離子電池短路的原因和后果有什么?

點(diǎn)擊次數(shù):827 發(fā)布時間:2024-11-28

鋰離子電池短路的原因及后果如下:

原因

  1. 金屬顆粒污染:在鋰離子電池的正負(fù)極材料制備過程中,如果混入金屬顆粒等污染物,這些金屬顆粒有可能在電池內(nèi)部形成導(dǎo)電通路,導(dǎo)致電池內(nèi)部短路。此外,正極漿料中過渡金屬雜質(zhì)未除干凈會導(dǎo)致刺穿隔膜或促使負(fù)極鋰枝晶生成導(dǎo)致內(nèi)短路。

  2. 電池材料老化:隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加,鋰離子電池的正負(fù)極材料會逐漸破壞和失效,這種老化現(xiàn)象可能導(dǎo)致電池內(nèi)部短路。

  3. 機(jī)械損傷:鋰離子電池在使用過程中如果受到機(jī)械沖擊或擠壓,可能會損壞電池結(jié)構(gòu),使正負(fù)極直接接觸,從而造成短路。電池封裝中極片或極耳發(fā)生位移也可能引起正、負(fù)集流體接觸,導(dǎo)致短路。

  4. 制造缺陷:電池生產(chǎn)過程中可能存在的缺陷,如銅/鋁集流體之間的短路、鋰電芯隔膜質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等,也可能導(dǎo)致電池短路。鋰電芯隔膜質(zhì)量不達(dá)標(biāo),且在鋰電池組使用過程中經(jīng)常大電流充放,隔膜在經(jīng)受不了短時間內(nèi)巨大的鋰離子流穿過時,會導(dǎo)致出現(xiàn)局部或者大面積破損,直接導(dǎo)致電芯劇烈發(fā)熱發(fā)燙、損害。

  5. 溫度因素:溫度過高或過低都可能影響電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)結(jié)構(gòu),進(jìn)而引發(fā)短路。高溫可能加速電池材料的熱失控反應(yīng),而低溫則可能促進(jìn)鋰枝晶的生長,增加短路風(fēng)險。例如,負(fù)極材料儲鋰能力較低或者鋰離子從正極掙脫出速度過快,導(dǎo)致在負(fù)極表面游離過多鋰離子,久而久之形成樹枝狀的結(jié)晶,待枝晶長到一定長度容易刺穿隔膜造成電池微短路。

后果

  1. 漏液:鋰離子電池體內(nèi)溫度上升較慢的情況下,外殼逐漸溶化,保護(hù)層失效,導(dǎo)致有腐蝕性的電解液泄漏。

  2. 自燃:鋰離子電池短路時出現(xiàn)的火花會瞬間點(diǎn)燃電解液,由于電解液由易燃液體構(gòu)成,燃燒的電解液會跟著引燃塑料機(jī)身,導(dǎo)致電池燃燒。如果電池周圍有易燃物,將會造成火災(zāi)。

  3. 爆炸:鋰離子電池體內(nèi)溫度上升較快時,外殼不會像溫度上升較慢時逐漸溶化,導(dǎo)致電池內(nèi)部空間不足以容納加熱情況下的膨脹氣體,電池容器因壓力過大而爆炸。

  4. 容量損失:短路還會造成電池內(nèi)部的活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致電池容量降低甚至喪失,電池將無法再提供足夠的電能供設(shè)備使用,從而需要提前報廢。

  5. 人身傷害與財產(chǎn)損失:鋰離子電池短路可能引發(fā)的火災(zāi)和爆炸不僅會對設(shè)備造成損壞,還可能對人身安全構(gòu)成威脅,在情況下可能導(dǎo)致人員傷亡和財產(chǎn)損失。

因此,為確保鋰離子電池的安全使用,制造商應(yīng)嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中的質(zhì)量,確保電池結(jié)構(gòu)的完整性和材料的穩(wěn)定性。同時,消費(fèi)者在使用鋰離子電池時也應(yīng)注意遵守相關(guān)安全規(guī)定,避免將電池暴露在高溫、潮濕或易受機(jī)械沖擊的環(huán)境中。



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