爆炸类型分析电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。此处的外部系指电芯的外部,包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。 当电芯外部发生短路,电子组件又未能切断回路时,电芯内部会产生高热,造成部分电解液汽化,将电池外壳撑大。当电池内部温度高到 135 摄氏度时,质量好的隔膜纸,会将细孔关闭,电化学反应终止或近乎 终止,电流骤降,温度也慢慢下降,进而避免了爆炸发生。24V锂离子电池但是,细孔关闭率太差,或是细孔根本不会关闭 的隔膜纸,会让电池温度继续升高,更多的电解液汽化,最后将电池外壳撑破,甚至将电池温度提高到使材 料燃烧并爆炸。 内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜,或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成。 这些细小的针状金属,会造成微短路。张掖锂离子电池由于,针很细有一定的电阻值,因此,电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生 产过程造成,可观察到的现象是电池漏电太快,多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且,由于毛刺细小, 有时会被烧断,使得电池又恢复正常。因此,因毛刺微短路引发爆炸的机率不高。 这样的说法,可以从各电芯厂内部都常有充电后不久,电压就偏低的不良电池,但是却鲜少发生爆炸事 件,得到统计上的支持。因此,内部短路引发的爆炸,主要还是因为过充造成的。
由实验得出的左图数据可以知道,可充电次数和放电深度有关,电池放电深度越深,可充电次数就越少。张掖锂离子电池 可充电次数*放电深度=总充电周期完成次数,总充电周期完成次数越高。张掖24V锂离子电池代表电池的寿命越高,即可充电次数*放电深度 = 实际电池寿命(忽略其他因素)
电池组作用: 限流片。电池芯以手机电池系统为例,过充防护系 统利用充电器输出电压设定在 4.2V 左右,来达到第一层防护,这样就算电池组上的保护板失效,电池也不会被过充而发生危险。24V锂离子电池第二道防护是保护板上的过充防护功能,一般设定为 4.3V。这样,保护板平常不必负责 切断充电电流,只有当充电器电压异常偏高时,才需要动作。过电流防护则是由保护板及限流片来负责,这 也是两道防护,防止过电流及外部短路。张掖24V锂离子电池由于过放电只会发生在电子产品被使用的过程。因此,一般设计是 由该电 手机锂离子电池 手机锂离子电池 子产品的线路板来提供第一道防护,电池组上的保护板则提供第二道防护。当电子产品侦测到供电电压低于 3.0V 时,应该自动关机。如果该产品设计时未设计这项功能,则保护板会在电压低到 2.4V 时,关闭 放电回路。
提高现有安全控制技术的性能,首先要提高锂离子电池芯的安全性能,这对大容量电池尤为重要。选择热关闭性能好的隔膜,隔膜的作用是在隔离电池正负极的同时,允许锂离子的通过。当温度升高时。张掖锂离子电池在隔膜熔化前进行关闭,从而使内阻上升至2000欧姆,让内部反应停止下来。 当内部压力或温度达到预置的标准时,防爆阀将打开张掖24V锂离子电池,开始进行卸压,以防止内部气体积累过多,发生形变,最终导致壳体爆裂。 提高控制灵敏度、选择更灵敏的控制参数和采用多个参数的联合控制(这对于大容量电池尤为重要)。对于大容量锂离子电池组是串/并联的多个电芯组成,如笔记本电脑的电压为10V以上,容量较大,一般采用3~4个单电池串联就可以满足电压要求,然后再将2~3个串联的电池组并联,以保证较大的容量。 大容量电池组本身必须设置较为完善的保护功能,还应考虑两种电路基板模块:保护电路基板(Protection Board PCB)模块及Smart Battery Gauge Board模块。整套的电池保护设计包括:第1级保护IC(防止电池过充、过放、短路),第2级保护IC(防止第2次过压)、保险丝、LED指示、温度调节等部件。
锂金属电池: 锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合 锂电池基本原理 锂电池基本原理 金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。张掖锂离子电池 放电反应:Li+MnO2=LiMnO2 锂离子电池: 锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。24V锂离子电池 充电正极上发生的反应为 LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子) 充电负极上发生的反应为 6C+XLi++Xe- = LixC6 充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6 正极 正极材料:可选的正极材料很多,目前市场常见的正极活性材料如下表所示:
为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电,在单体锂离子电池内设有三重保护机构。一是采用开关元件,当电池内的温度上升时,它的阻值随之上升,当温度过高时,会自动停止供电;二是选择适当的隔板材料,当温度上升到一定数值时,隔板上的微米级微孔会自动溶解掉,从而使锂离子不能通过,电池内部反应停止;三是设置安全阀(就是电池顶部的放气孔)。张掖24V锂离子电池电池内部压力上升到一定数值时,安全阀自动打开,保证电池的使用安全性。有时,电池本身虽然有安全控制措施。24V锂离子电池但是因为某些原因造成控制失灵,缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放,电池内压便会急剧上升而引起爆炸。一般情况下,锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的,随着电池容量的增加,电池体积也在增加,其散热性能变差,出事故的可能性将大幅增加。对于手机用锂离子电池,基本要求是发生安全事故的概率要小于百万分之一,这也是社会公众所能接受的最低标准。而对于大容量锂离子电池,特别是汽车等用大容量锂离子电池,采用强制散热尤为重要。选择更安全的电极材料,选择锰酸锂材料,在分子结构方面保证了在满电状态,正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中,从根本上避免了枝晶的产生。同时锰酸锂稳固的结构,使其氧化性能远远低于钴酸锂,分解温度超过钴酸锂100℃,即使由于外力发生内部短路(针刺),外部短路,过充电时,也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。另外,采用锰酸锂材料还可以大幅度降低成本。