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【干货】电池鼓壳和爆炸的原因分析

时间:2021-01-20
本文摘要:关于电池鼓壳和爆炸的原因分析:一、锂离子电池特性锂是化学周期表直径最亮的金属。体积小,容量密度低,不受消费者和工程师欢迎。但是,如果化学特性太亮,则会带来极高的危险性。 锂金属暴露在空气中时,不会与氧发生白热的水解反应而爆炸。为了提高安全性和电压,科学家们发明了用石墨和钴酸锂等材料储藏锂原子。 这些材料的分子结构构成纳米级的微细储能晶格,可用于储能锂原子。因此,无论是电池壳的裂缝还是氧气进入,氧分子都太大,可以进入这些细小的电池,锂原子认为是氧气,可以防止爆炸。

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关于电池鼓壳和爆炸的原因分析:一、锂离子电池特性锂是化学周期表直径最亮的金属。体积小,容量密度低,不受消费者和工程师欢迎。但是,如果化学特性太亮,则会带来极高的危险性。

锂金属暴露在空气中时,不会与氧发生白热的水解反应而爆炸。为了提高安全性和电压,科学家们发明了用石墨和钴酸锂等材料储藏锂原子。

这些材料的分子结构构成纳米级的微细储能晶格,可用于储能锂原子。因此,无论是电池壳的裂缝还是氧气进入,氧分子都太大,可以进入这些细小的电池,锂原子认为是氧气,可以防止爆炸。锂离子电池的这个原理在得到高容量密度的同时,超过了安全性的目的。

在锂离子电池的电池中,负极的锂原子不会失去电子,而是水解成锂离子。锂离子通过电解液在负极上划船,转移到负极的电池中,取出电子还原成锂原子。静电时,整个程序会被推倒。

为了避免电池正负极接触短路,在电池内再放入具有多个细孔的隔离纸,避免短路。好的隔离纸,如果电池温度过低,也会自动打开细孔,使锂离子不能通过,也可以自废武功,防止危险性再次发生。

保护对策锂电池单元如果充电过度到电压在4.2V以下,就不会产生副作用。过充电电压越低,危险性也越低。锂电池的电压低于4.2V时,负极材料内残留的锂原子数量接近一半,电池容量经常爆胎,永久上升。

如果是之后的电池,因为负极的电池中已经加入了锂原子,所以以往的锂金属不会被负极材料表面冲洗掉。这些锂原子的树枝状晶体不会从负极表面向锂离子到来的方向扩散。这些锂金属晶体在不穿透隔离纸的情况下使正负极短路。

在短路再次发生之前电池可能会爆炸。因为过充电中电解液等材料分解不会产生气体,电池壳和压力阀会破裂,与加入氧气冲洗到负极表面的锂原子反应,会爆炸。

因此,锂电池的电池为了同时考虑电池的寿命、容量、安全性,必须有原作电压的下限。最理想的电池电压下限是4.2V。

锂芯片的静电也需要电压上限。电池电压超过2.4V时,部分材料不会开始破坏。此外,由于电池不会自行放电,放电幸电压不会太低,因此静电时至少不要在2.4V以下停止。

锂电池在3.0V静电到2.4V之间,释放的能量只占电池容量的3%左右。因此,3.0V是理想的静电累计电压。充放电时,除了电压允许外,电流允许也是合适的。

电流过大时,锂离子很快进入电池,无法填满材料表面。这些锂离子获得电子后,材料表面不会产生锂原子的结晶,与过充电同样不会导致危险性。万一电池盒出现裂缝,就不会发生爆炸。

因此,锂离子电池的维护至少包括电池电压下限、静电电压上限、电流下限三个。一般的锂电池组除了锂电池的核心外还有保护板,该保护板主要是接受这三项维护。但是保护板的这三项维护太多了,全球锂电池爆炸事件似乎依然频发。

为了确保电池系统的安全性,有必要对电池爆炸的原因进行更慎重的分析。二、电池爆炸原因:1:内部极化小! 2 :极片柔软,与电解液再次反应的感光鼓。

3 :电解液本身的质量、性能问题。4 :注液时的记录液量接近于约拒绝工艺。5 :组装工序中激光焊接密封性能劣化,可以测量漏气、漏气。

6 :粉尘、极片粉尘首先不易发生微短路,原因不明。7 :正负极片比工艺范围厚,不能入壳。

8 :由于注液封口的问题,钢球的密封性能差,因此成为感光鼓。9 :来自外壳的材料外壳壁略薄,外壳的变形不影响厚度。三、爆炸类型分析电池单元爆炸的类型可以概括为外部短路、内部短路和过差使三种。

这里的外部是指电池单元的外部,包括电池组内部的绝缘设计错误等引起的短路。单元外部再次短路,电子部件无法切断电路时,单元内部不会产生高温,电解液的一部分气化,电池壳变大。电池内部的温度降低到135时,质量好的隔离纸不会重新开始细孔,电化学反应中止或几乎中止,电流急剧下降,温度也逐渐上升,防止爆炸的再次发生。

但是,细孔的重新开始亲率差,或者细孔明显重新开始的隔离纸,不上升电池温度,更好地气化电解液,最后破坏电池盒,使电池温度上升,使材料自燃,爆炸。内部短路主要是铜箔和铝箔的毛刺刺破隔膜,或锂原子的树枝状晶体刺破横膈膜。这些细针状金属不会导致微小短路。由于针粗且具有一定的电阻值,所以电流不一定很大。

铜铝箔的毛刺是在生产过程中引起的,可以很好地观察到的现象是电池漏电太快,很多是在电池工厂或组装工厂进行筛选检查。另外,由于毛刺小,电池可能无法烧完而恢复正常。因此,毛刺微短路引起爆炸的可能性不低。

这样的诸种说法,如果电池从各电池制造商内部经常旋转,虽然有电压变高的不合适的电池,但爆炸事件很少再次发生,可以得到统计资料上的反对。因此,内部短路引起的爆炸主要是过充电引起的。

原因是,过充电后的电极片有4处针状锂金属晶体,有4处刺入点,4处都再次发生了微短路。因此,电池的温度不会慢慢上升,最终在高温下释放电解液气体。这种情况,无论是温度过低,材料自燃爆炸的情况,还是壳体再次被破坏,进入空气与锂金属再次白热化水解的情况,爆炸都结束了。但是,过充电引起的内部短路引起的这种爆炸不一定在电池当时再次发生。

电池的温度还没有低到让材料自燃的程度,或者产生的气体不足以打破电池壳的情况下,消费者有可能中止电池,拿着手机外出。这时,很多微短路产生的热量会逐渐使电池的温度上升,一会儿后爆炸。消费者联盟说,举起手机时找到了手机毛巾,举起后爆炸了。

综合以上爆炸类型,可以重点关注避免过充电、避免外部短路、提高电池安全性三个方面。其中避免过充电和避免外部短路是电子防水,与电池系统的设计和电池组的安装有很小的关系。提高电池安全性的重点是化学和机械防水,与电池制造商有很小的关系。

四、设计规范全世界有数亿部手机,因此为了超过安全性,安全性防水的失败率必须超过1亿分之一。因为电路板的故障率一般远远超过1亿分之一。因此,在设计电池系统时,需要两条以上的安全性防线。罕见的错误设计是需要用充电器(adaptor )拉开电池组。

这样,过充电的防水就很重要,几乎会交给电池组的保护板。虽然保护板的故障率不低,但是即使故障率下降到百万分之一,从概率上来说全世界每天都会再次发生爆炸事故。如果电池系统对过差使、过放电、过电流分别能得到2个安全性防水的话,如果1个防水的失败率是万分之一,2个防水就能把失败率降低到1亿分之一。

罕见的电池电池系统的框图如下,包括充电器和电池组的大部分。充电器包括两个部分:适配器和电池控制器。适配器将交流电转换为直流电,电池控制器允许仅次于直流电的电流和最低电压。

电池组包括保护板和电池单元的大部分,在一个PTC中限定版仅次于电流。文本块:适配器交流逆直流文本块:电池控制器限流文本块:充电器文本块:保护板过充电、过杀东流等防水文本块:电池单元以手机电池系统为例,过充防水系统是充电器输入电压第二道防水是保护板的过度充电防水功能,一般原来是4.3V。这样,保护板通常不需要进行切断充电电流的管理,只有在充电器电压异常高的情况下才能动作。

过电流防水由保护板和限流片管理,这也是2种防水,可以避免过电流和外部短路。因为过静电在使用电子产品的过程中不会再次发生。因此,设计成从该电子产品的配线板取得防水,从电池组上的保护板取得第二防水。电子产品检测到供电电压超过3.0V时,必须自动关闭。

如果此产品不设计此功能,保护板在电压低到2.4V时不会重新启动静电电路。总之,在设计电池系统时,需要针对过差使用、过放电、过电流分别得到两个电子防水。其中保护板是第二防水。把保护板换成后电池,如果电池不爆炸,就意味着设计不合适。

上述方法得到了2种防水,但消费者大多在抛弃充电器后,买工厂外的充电器来电池,因此充电器业者从成本方面考虑,经常更换电池控制器以降低成本。结果,劣币驱赶良币,市场上很多劣质充电器上市。这是过充防水失去第一防线也是最重要的防线。

因为差距太大是电池爆炸的最重要因素,劣化充电器可以说是电池爆炸事件的元凶。当然,并不是所有的电池系统都使用上图所示的方案。在某些情况下,电池组内可能没有电池控制器的设计。

例如,如果添加很多笔记本电脑的电池条,就会有电池控制器。这是因为笔记本电脑通常在电脑内安装电池控制器,只为消费者提供一个适配器。因此,要在笔记本电脑上另外添加电池组,需要电池控制器,以在用于适配器电池时另外确保电池组的安全性。另外,用于汽车点烟器电池的产品有时不能将电池控制器放入电池组内。

最后一道防线电子防水措施结束后,最后一道防线必须从小区获得。单元的安全性水平取决于单元是否能通过外部短路和过充电大致区分水平。

因为在电池爆炸之前,如果内部锂原子被冲刷到材料表面,爆炸的威力就不会再大了。另外,过充电的防水因为消费者用于劣质充电器大多只剩下一条防线,所以电池对过差的抵抗力比对外部短路的抵抗力更重要。铝盒单元和钢盒单元的安全性,铝盒对钢盒具有很高的安全性优点。


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