锂电软包电池气鼓、硬鼓原因!
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析一、锂离子电池特性锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。
但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危急性。
锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升平安性及电压,科学家们创造了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。
这样一来,即使是电池外壳裂开,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避开爆炸。
锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到平安的目的。
锂离子电池充电时,正极的锂原子会丢失电子,氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。
放电时,整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危急发生。
爱护措施:锂电池电芯过充到电压高于4.2V后,会开头产生副作用。
过充电压愈高,危急性也跟着愈高。
锂电芯电压高于4.2V 后,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。
假如连续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会积累于负极材料表面。
这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。
这些锂金属结晶会穿过隔膜纸,使正负极短路。
有时在短路发生前电池就先爆炸,这是由于在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨裂开,让氧气进去与积累在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。
因此,锂电池充电时,肯定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和平安性。
最抱负的充电电压上限为4.2V。
锂电芯放电时也要有电压下限。
当电芯电压低于2.4V时,部分材料会开头被破坏。
锂电池鼓包的原因是什么
锂电池鼓包原因分析锂电池是一种充电电池,主要依靠锂离子在正极与负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作,实现能量的存储和释放。
锂电池包的基本结构解析锂电池主要材料构成:正极材料、负极材料、电解液、隔膜(隔离材料)电池简易结构正极从电池重量构成上来看,正极材料占有较大比例(一般在70%~80%),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。
正极材料占锂离子电池成本30%~40%,也直接影响锂电池包的能量密度和性能。
负极负极材料是由相对于正极电势更低的材料构成,并具有高比容量和较好的充放电可逆性,从而在嵌锂的过程中保持良好的尺寸和机械稳定性(不发生严重变形)。
负极材料主要影响锂电池的效率、循环性能等,负极材料的性能也直接影响锂电池的性能,负极材料占锂电池总成本10~20%左右。
负极材料种类上,包括碳系负极、非碳性负极。
电解液电解液在正极与负极之间起到运输电荷的作用(类似与无线电中的载波),具有较高的离子电导率,一般应达到1x10-3~2x10-2 S/cm。
它影响着锂电池包的能量密度、宽温应用、循环寿命、功率密度、安全性能等因素。
隔膜隔膜有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性,对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力,保持离子导电性,同时具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离,此外应有足够的穿刺强度、拉伸强度等力学性能及耐电解液腐蚀性和足够的电化学稳定性。
动力电池对隔膜的要求更高,通常采用复合膜。
锂电池工作原理锂电池是一种充电电池,主要依靠锂离子在正极与负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作,实现能量的存储和释放。
1、充电过程在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出,经过电解质,嵌入到负极晶格中。
电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,电压升到3V后,进入标准充电过程。
标准充电过程为:以设定电流进行恒流充电,电池电压升到4.20V时,改为恒压充电,保持充电电压为 4.20V。
锂电软包电池气鼓、硬鼓原因!
软包锂电池胀气的原因聚合物锂离子电池芯採用的是铝塑複合膜的包装技术,当电池芯内部由于异常化学反应的发生而产生气体时,Pocket会被充起,电池芯鼓胀(有轻微鼓胀和严重鼓胀两种情况),且不论外观如何,电池芯的使用性能(Capacity、Cycle life、C-rate等)会发生严重的失效,导致电池芯不能使用。
胀气会发生在生产过程中也会在客户甚至最终用户手中。
当然,电池芯在化成启动或Baking过程中会正常的产生一定量(一般很少)的气体,这根据所使用的原材料而异,这种气体在Degassing工序会被抽掉。
目前部分Model(一次封装成型电池芯)通过添加V18溶剂来消除这种SEI层形成、相介面稳定时所产生的气体。
但是由于工序异常所产生的气体在Degassing前表面非常明显或者Degassing后产生不能再消掉或者添加V18也不能消除。
这里简要介绍工序异常产生气体的原因:1.封装不良,由封装不良所引起胀气电池芯的比例已经大大地降低。
前面已经介绍了引起Top sealing、Side sealing和Degassing三边封装不良的原因,任何一边封装不良都会导致电池芯,表现以Top sealing 和Degassing居多,Top sealing主要是Tab位密封不良,Degassing 主要是分层(包括受电解液和凝胶影响导致PP与Al脱离)。
封装不良引起空气中水分进入电池芯内部,引起电解液分解产生气体等。
2.Pocket表面破损,电池芯在流拉过程中,受到异常损坏或人为破环导致Pocket破损(如针孔)而使水分进入电池芯内部。
3.角位破损,由于折边角位铝的特殊变形,气袋晃动会扭曲角位导致Al破损(电池芯越大,气袋越大,越易破损),失去对水的阻隔作用。
可以在角位加皱纹胶或热熔胶缓解。
并且在顶封后的各工序禁止拿气袋移动电池芯,更要注意操作方式防止老化板上电芯池的摆动。
4.电池芯内部水含量超标,前面我们已经介绍过对电池芯内水含量有一定的要求,一旦水含量超标,电解液会失效在化成或Degassing后产生气体。
锂电池鼓包修复方法
锂电池鼓包修复方法
锂电池是目前广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等电子产品中的一种电池,由于其高能量密度、长寿命和轻量化等优点,受到了广泛的青睐。
然而,随着使用时间的增长,锂电池可能会出现鼓包现象,给用户的使用和安全带来了一定的隐患。
因此,了解锂电池鼓包的原因和修复方法显得尤为重要。
首先,我们来了解一下锂电池鼓包的原因。
锂电池鼓包的主要原因是电池内部的气体生成,导致电池外壳膨胀。
这可能是由于电池内部的正极或负极发生氧化、膨胀,也可能是由于电池内部的电解液分解产生气体,从而导致电池膨胀。
另外,过度充放电、外部物理损伤、高温环境等因素也可能会导致锂电池鼓包。
针对锂电池鼓包的修复方法,我们可以采取以下措施:
1. 停止使用鼓包电池,一旦发现锂电池出现鼓包,首先要立即停止使用,切勿继续使用,以免造成安全事故。
2. 将鼓包电池放置在安全地方,将鼓包电池放置在通风良好、远离火源的地方,避免发生意外事故。
3. 选择专业机构进行处理,对于鼓包的锂电池,建议选择专业
的电池维修机构进行处理,避免出现意外情况。
4. 严格按照操作规程进行处理,如果自行处理锂电池鼓包问题,务必严格按照操作规程进行处理,避免操作不当导致事故发生。
5. 注意安全防护措施,在处理锂电池鼓包问题时,要注意安全
防护措施,避免发生化学品接触、热量过高等意外情况。
总之,锂电池鼓包修复需要谨慎对待,一旦发现锂电池出现鼓包,应立即停止使用,并选择合适的处理方法。
在处理过程中,要
注意安全第一,避免操作不当导致事故发生。
希望大家在使用锂电
池产品时,能够加强安全意识,做到安全使用,避免不必要的风险。
锂电池膨胀原理
锂电池膨胀原理今天来聊聊锂电池膨胀原理的一些事儿。
我想大家都有用过锂电池的设备,像手机、平板电脑这些。
有时候你可能会发现,用了一段时间后,电池好像鼓起来了,这就是锂电池膨胀。
这是为啥呢?这里面的原理可有点复杂,但咱们可以慢慢地唠。
你可以把锂电池想象成一个小小的房子,里面住着锂离子这位“居民”。
锂电池在正常工作的时候,锂离子就在正负极之间来回跑来跑去“串门儿”,就像我们平常出门上班和回家一样。
可是啊,要是这个过程中出了问题,那就麻烦了。
比如说充电的时候,如果电流太大了,就像是很多人一股脑儿地往房子里冲,就容易把房子给挤坏了,这里对应的就是电池内部的结构被破坏了,然后电池就开始膨胀。
还有一种情况呢,就像是这个“房子”的墙壁破了个洞似的。
在锂电池里,这个“墙壁”就是电池的隔膜。
要是隔膜破了,正负极可能就直接“见面”了,然后就会发生一些不该发生的化学反应。
这就好比两个原本应该分开管理的部门突然混在一起办公,那肯定乱套啦!发生这种错误的化学反应之后啊,就可能会产生气体,这些气体越来越多,就像给气球吹气一样,电池也就膨胀起来了。
有意思的是,锂电池膨胀可不只是影响电池的外观,它还会影响电池的性能呢。
比如说手机电池膨胀之后,可能待机时间就变短了,充电也可能会变得很慢。
这和咱们人的身体是一个道理啊,如果身体的某个器官出问题了,整个人的状态就不好了。
说到这里,你可能会问,那怎么避免锂电池膨胀呢?这其实和我们日常使用习惯有关。
尽量不要在温度过高或者过低的环境下使用电池,太热或者太冷对这个“小房子”里的锂离子都不友好,很可能让它们的活动出乱子。
还有,充电的时候最好使用原装的充电器,这样就可以控制合适的电流,不会让太多的锂离子“莽撞”地冲进这个“小房子”。
老实说,我一开始也不明白锂电池膨胀会有这么多影响。
我就单纯以为只是电池质量不好。
但是随着对锂电池知识的深入学习,我才发现这其中的奥秘。
我觉得理解这个原理对我们日常使用电池类产品特别有用,可以让我们更好地爱护我们的设备。
软包锂电池胀气原因及措施
软包锂电池胀气原因及措施软包装锂离子电池稍有气胀现象就会影响用电器使用,降低电池性能,严重时将会撑破包装铝箔,造成漏液腐蚀危险。
本文结合生产实际,分析气胀的类型和产生的可能原因,并提出解决方案,供大家参考。
一、气体产生的类型软包装锂离子电池气体的产生分为正常产气和异常产气两种。
正常产气是指在电芯生产工艺过程中的化成工序,SEI膜的形成过程中伴随产生的,常称为化成产气。
此种气体一般可暂时存放于气袋中,并于后续工序中排出,对电芯不产生明显影响。
异常产气是指,当气袋切除,封装完成后,由于电池内部发生异常造成气体量过多,此种情况下气体不能排出,引起电芯鼓胀,影响用电器使用,且会对电芯造成性能恶化。
当内部压力过大时,容易撑开包装铝箔,造成漏液、腐蚀等严重损害。
因此了解电芯整个产气过程,防止异常产气发生是软包装锂离子电池生产的关键。
1化成产气化成产气是指在电芯制造工艺过程的化成工序,也即电池的首次充电过程中,电解液在电极表面发生了氧化、还原反应,形成固体电解质膜(SEl膜)时伴随着产气;中国电子科技集团公司第十八研究所的陈益奎等研究了正极、负极产气量对比与气体成分分析,得出电池出化成阶段产气主要集中在电池负极。
厦大宝龙电池研究所的黄丽等人详细研究了不同化成电压下,所产生的气体种类和数量。
研究结果表明,在2.5V以下,产气主要为H2和C02;2.5V以后,EC少量开始分解,产物主要为C2H4;3V后,电解液中DMC和EMC开始分解,产气除了C2H4夕卜,还包含CH4和C2H6等烷羟;电压超过3.8V,EC分解的产物C2H4基本消失。
电压在3.0~3.5V,化成过程产气量最大,表明在3.5V时,为SEl 膜的主要成膜区。
SEI膜离子导通电子不导通,在结构上由两层组成,内层为致密稳定的无机层,外层为多孔疏松的有机层,厚度在2nm到几十纳米之间,外层有机产物层,具有一定的柔韧性,可以提高整个膜层的机械强度和完整性,有效阻隔溶剂分子在电极表面持续的还原反应,因此,3.5V以后由于SEI膜的阻隔作用,产气基本完成,产气量迅速下降。
锂电池为什么会鼓胀气或者发生爆炸?
本文摘自再生资源回收-变宝网()锂电池为什么会鼓胀气或者发生爆炸?一、锂离子电池特性锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。
但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。
锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。
这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。
锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。
放电时,整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。
保护措施:锂电池电芯过充到电压高于4.2V后,会开始产生副作用。
过充电压愈高,危险性也跟着愈高。
锂电芯电压高于4.2V后,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。
如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。
这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。
这些锂金属结晶会穿过隔膜纸,使正负极短路。
有时在短路发生前电池就先爆炸,这是因为在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂,让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。
因此,锂电池充电时,一定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。
最理想的充电电压上限为 4.2V。
锂电芯放电时也要有电压下限。
锂电池鼓包产气
锂电池鼓包产气锂电池作为目前主流的电池技术之一,在众多电子设备中得到了广泛应用。
然而,锂电池虽然具有高能量密度、长寿命等优点,但其也存在一些问题,其中之一就是鼓包产气的现象。
本文将就锂电池鼓包产气的原因、影响以及解决方法进行探讨。
我们需要了解什么是锂电池鼓包产气。
简单来说,锂电池鼓包产气指的是锂电池在使用过程中,电池内部产生气体,导致电池外壳膨胀、变形甚至爆炸的现象。
产生这种现象的原因主要有以下几点:1.电池内部结构问题:锂电池内部由正负极、隔膜和电解液组成,如果电池内部结构设计不合理,或者隔膜材料不符合要求,就容易导致电池内部产生气体积聚。
2.充放电过程中的化学反应:锂电池在充放电过程中,正极和负极之间会发生氧化还原反应,这些反应可能会产生气体,当气体不能及时排出时,就会导致电池鼓包。
3.过度充放电:如果电池在充电时过度充电,或者在放电时过度放电,就会导致电池内部产生气体积聚,进而引起鼓包产气。
锂电池鼓包产气不仅会影响电池的正常使用,还可能对人身安全造成威胁。
鼓包的电池外壳可能会在充放电过程中发生破裂,导致电解液泄漏,甚至引发火灾或爆炸。
因此,及早发现并解决锂电池鼓包产气的问题是非常重要的。
针对锂电池鼓包产气问题,可以采取以下措施进行解决:1.优化电池结构设计:改进电池内部结构,提高隔膜材料的质量,以减少气体积聚的可能性。
2.控制充放电过程中的温度:合理控制充放电过程中的温度,避免温度过高或过低,以减少气体产生的可能性。
3.严格控制充放电过程:合理控制充放电的电流和电压,避免过度充放电,以减少气体积聚。
4.加强电池质量检测:在生产过程中,严格把控电池的质量,确保每一颗电池都符合质量标准,以减少鼓包产气的风险。
5.合理使用和储存锂电池:在使用锂电池时,避免过度使用或过度充放电,同时在储存锂电池时,要注意避免长时间存放和高温环境。
锂电池鼓包产气是锂电池技术面临的一个重要问题。
了解产生鼓包产气的原因,并采取相应的解决措施,可以有效减少鼓包产气的风险,提高锂电池的安全性和可靠性。
锂电池鼓包修复方法
锂电池鼓包修复方法锂电池是现代电子产品中常见的电池类型,由于其高能量密度和长寿命,被广泛应用于手机、笔记本电脑、相机等设备中。
然而,随着使用时间的增长,锂电池可能会出现鼓包的情况,这不仅影响了电池的外观美观,更重要的是可能存在安全隐患。
因此,及时修复锂电池鼓包成为了重要的任务。
首先,我们需要了解锂电池鼓包的原因。
锂电池鼓包通常是由于内部气体生成过多,导致电池包装膨胀而产生的。
这可能是由于充电过程中的过充、过放,或者是电池在高温环境下长时间使用导致的。
因此,修复锂电池鼓包的方法主要是通过释放这些内部气体,使电池恢复正常状态。
其次,我们需要准备一些工具和材料。
修复锂电池鼓包需要用到一些特殊工具,比如电池维修工具包、胶带、绝缘胶带、热风枪等。
在使用这些工具时,需要格外小心,以免造成不必要的伤害。
接下来,我们可以开始修复锂电池鼓包了。
首先,将锂电池从设备中取出,然后用绝缘胶带将正负极分别包裹起来,以防止短路。
接着,用热风枪对电池进行加热,这将有助于释放内部气体。
在加热的过程中,需要不断观察电池的状态,一旦发现异常情况,立即停止加热并进行处理。
当电池恢复正常温度后,可以用胶带将电池包装进行固定,然后重新安装到设备中进行测试。
如果一切正常,锂电池鼓包修复就完成了。
需要注意的是,在修复锂电池鼓包的过程中,一定要小心谨慎,避免操作不当导致安全事故的发生。
如果不具备相关修复经验和技能,建议寻求专业人士的帮助,以确保修复过程的安全和有效性。
总的来说,修复锂电池鼓包并不是一件特别复杂的工作,但需要具备一定的专业知识和技能。
通过正确的方法和工具,我们可以很好地解决锂电池鼓包的问题,延长电池的使用寿命,保障设备的安全使用。
希望本文所述的方法能够对您有所帮助,谢谢阅读!。
手机电池膨胀的原因
手机电池膨胀的原因手机电池膨胀的原因手机电池膨胀的原因一、原因分析1、手机电池大部分使用的都是高能的锂电电池。
一般这种电池用就了就会出现鼓包和膨胀的现象。
出现这种现象还继续使用是非常的危险的,所以一旦出现这种情况要及时的换电池,不能继续使用,以免发生手机爆炸事件。
2、手机的电池一般来说,使用一两年就会达到使用寿命极限。
手机电池是不能长期使用的,最多使用三年,一两年之后手机的电池就会出现各种各样的问题。
导致这些问题出现的主要原因是电池的质量问题和平时的过度使用。
3、锂电池是一种金属属性的电池,这种电池暴露在空气中的时间久了,就很容易膨胀炸。
锂电池也是一种可以经过充电进行放电的金属物,所以它会和氧气产生化学反应。
是比较不耐用的。
二、处理的方法当手机的电池出现膨胀的时候,千万不能继续使用,一定要及时的清理掉。
但是及时的清理掉并不意味着你可以随手的丢进垃圾桶里,或者丢进一些易燃易爆物里。
手机电池一旦出现膨胀就意味着它随时会引起爆炸,要处理锂电池也是需要谨慎的,因为一不小心就会害人害己。
处理膨胀的手机电池,可以选择一个盒子或者袋子,将电池装起来,丢进可以回收金属物的垃圾箱里。
不能随便丢在自己家的垃圾桶里,膨胀的电池遇水之后是会产生一些有毒物质的,会影响健康。
发热预防及解决办法:预防方法:a、手机在正常室温时,发热不超过60℃属正常现象,是不会损坏电池的。
b、使用大电流充电器时间不宜太长,太长时间充电会使电池被损坏,同时也会产生热量。
c、充电器最好使用原装或质量信誉较好的产品。
d、如不急于使用的话,建议还是以座充(慢充方式)充电为好,不致使电池发热,使用手机原装充电器最好。
e、使用手机听歌或电池充电时如感觉手机有点热的话,可以用#0228#查看其温度,如超过60℃的话立即回到待机状态或换块电池使用,如在充电的话就立即停止。
两种类型的电池的区别两种类型的电池的区别,聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极为石墨,电池工作原理也基本一致。
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版
文件编号:GD/FS-6355(安全管理范本系列)锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑:_________________单位:_________________日期:_________________锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析详细版提示语:本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到实现简化管理过程,提高管理效率,实现预期的生产目标。
,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。
一、锂离子电池特性锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。
但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。
锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。
这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。
锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。
放电时,整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析
一、锂离子电池特性
锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高,
广受消费者与工程师欢迎。
但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。
锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。
这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到
安全的目的。
锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。
放电时,整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。
保护措施:锂电池电芯过充到电压高于4.2V后,会开始产生副作用。
过充电压愈高,危险性也跟着愈高。
锂电芯电压高于4.2V后,正极材料
内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。
如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。
这些锂原子会由负极表面往锂离子来的
专注下一代成长,为了孩子。
电池 - 软包锂离子电池鼓胀原因超全总结
电池| 软包锂离子电池鼓胀原因超全总结引起软包锂离子电池鼓胀的原因有很多。
根据实验研发经验,笔者将锂电池鼓胀的原因分为三类,一是电池极片在循环过程中膨胀导致的厚度增加;二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。
三是电池封装不严引进水分、角位破损等工艺缺陷引起的鼓胀。
在不同的电池体系中,电池厚度变化的主导因素不同,如在钛酸锂负极体系电池中,鼓胀的主要因素是气鼓;在石墨负极体系中,极片厚度和产气对电池的鼓胀均起到促进作用。
一、电极极片厚度变化石墨负极膨胀影响因素及机理讨论锂离子电池在充电过程中电芯厚度增加主要归结为负极的膨胀,正极膨胀率仅为2~4%,负极通常由石墨、粘接剂、导电碳组成,其中石墨材料本身的膨胀率达到~10%,造成石墨负极膨胀率变化的主要影响因素包括:SEI膜形成、荷电状态(state of charge,SOC)、工艺参数以及其他影响因素。
(1)SEI膜形成锂离子电池首次充放电过程中,电解液在石墨颗粒在固液相界面发生还原反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层(SEI膜),SEI膜的产生使阳极厚度显著增加,而且由于SEI膜产生,导致电芯厚度增加约4%。
从长期循环过程看,根据不同石墨的物理结构和比表面,循环过程会发生SEI的溶解和新SEI生产的动态过程,比如片状石墨较球状石墨有更大的膨胀率。
(2)荷电状态电芯在循环过程中,石墨阳极体积膨胀与电芯SOC呈很好的周期性的函数关系,即随着锂离子在石墨中的不断嵌入(电芯SOC的提高)体积逐渐膨胀,当锂离子从石墨阳极脱出时,电芯SOC逐渐减小,相应石墨阳极体积逐渐缩小。
(3)工艺参数从工艺参数方面看,压实密度对石墨阳极影响较大,极片冷压过程中,石墨阳极膜层中产生较大的压应力,这种应力在极片后续高温烘烤等工序很难完全释放。
电芯进行循环充放电时,由于锂离子的嵌入和脱出、电解液对粘接剂溶胀等多个因素共同作用,膜片应力在循环过程得到释放,膨胀率增大。
另一方面,压实密度大小决定了阳极膜层空。
深度剖析锂离子电池鼓胀原因
深度剖析锂离子电池鼓胀原因北极星储能网来源:锂电派2017/9/18关键词: 锂离子电池锂离子电池鼓胀电池极片锂离子电池由于具有高寿命、高容量被广泛推广使用,但是随着使用时间的延长,其存在鼓胀、安全性能不理想和循环衰减加快的问题也日益严重,引起了锂电界深度的分析和抑制研究。
根据实验研发经验,笔者将锂电池鼓胀的原因分为两类,一是电池极片的厚度变化导致的鼓胀;二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。
在不同的电池体系中,电池厚度变化的主导因素不同,如在钛酸锂负极体系电池中,鼓胀的主要因素是气鼓;在石墨负极体系中,极片厚度和产气对电池的鼓胀均起到促进作用。
一、电极极片厚度变化在锂电池使用过程中,电极极片厚度会发生一定的厚度变化,尤其是石墨负极。
据现有数据,锂电池经过高温存储和循环,容易发生鼓胀,厚度增长率约6%~20%,其中正极膨胀率仅为4%,负极膨胀率在20%以上。
锂电池极片厚度变大导致的鼓胀根本原因是受石墨的本质影响,负极石墨在嵌锂时形成LiCx(LiC24、LiC12和LiC6等),晶格间距变化,导致形成微观内应力,使负极产生膨胀。
下图是石墨负极极片在放置、充放电过程中的结构变化示意图。
石墨负极的膨胀主要是嵌锂后产生不可恢复膨胀导致的。
这部分膨胀主要与颗粒尺寸、粘接剂以及极片的结构有关。
石墨负极的膨胀造成卷芯变形,使电极与隔膜间形成空洞,负极颗粒形成微裂纹,固体电解质相界面(SEI)膜发生破裂与重组,消耗电解液,使循环性能变差。
影响负极极片变厚的因素有很多,粘接剂的性质和极片的结构参数是最重要的两个。
石墨负极常用的粘接剂是SBR,不同的粘接剂弹性模量、机械强度不同,对极片的厚度影响也不同。
极片涂布完成后的轧制力也影响负极极片在电池使用中的厚度。
在相同的应力下,粘接剂弹性模量越大,极片物理搁置反弹越小;充电时,由于Li+嵌入,使石墨晶格膨胀;同时,因负极颗粒及SBR 的形变,内应力完全释放,使负极膨胀率急剧升高,SBR处于塑性变形阶段。
软包锂电池胀气的原因
软包锂电池胀气的原因聚合物锂离子电池芯采用的是铝塑複合膜的包装技术,当电池芯内部由于异常化学反应的发生而产生气体时,Pocket会被充起,电池芯鼓胀(有轻微鼓胀和严重鼓胀两种情况),且不论外观如何,电池芯的使用性能(Capacity、Cycle life、C-rate等)会发生严重的失效,导致电池芯不能使用。
胀气会发生在生产过程中也会在客户甚至最终用户手中。
当然,电池芯在化成启动或Baking过程中会正常的产生一定量(一般很少)的气体,这根据所使用的原材料而异,这种气体在Degassing工序会被抽掉。
目前部分Model(一次封装成型电池芯)通过添加V18溶剂来消除这种SEI层形成、相介面稳定时所产生的气体。
但是由于工序异常所产生的气体在Degassing前表面非常明显或者Degassing后产生不能再消掉或者添加V18也不能消除。
这里简要介绍工序异常产生气体的原因:1.封装不良,由封装不良所引起胀气电池芯的比例已经大大地降低。
前面已经介绍了引起Top sealing、Side sealing和Degassing三边封装不良的原因,任何一边封装不良都会导致电池芯,表现以Top sealing 和Degassing居多,Top sealing 主要是Tab位密封不良,Degassing主要是分层(包括受电解液和凝胶影响导致PP与Al脱离)。
封装不良引起空气中水分进入电池芯内部,引起电解液分解产生气体等。
2.Pocket表面破损,电池芯在流拉过程中,受到异常损坏或人为破环导致Pocket 破损(如针孔)而使水分进入电池芯内部。
3.角位破损,由于折边角位铝的特殊变形,气袋晃动会扭曲角位导致Al破损(电池芯越大,气袋越大,越易破损),失去对水的阻隔作用。
可以在角位加皱纹胶或热熔胶缓解。
并且在顶封后的各工序禁止拿气袋移动电池芯,更要注意操作方式防止老化板上电芯池的摆动。
4.电池芯内部水含量超标,前面我们已经介绍过对电池芯内水含量有一定的要求,一旦水含量超标,电解液会失效在化成或Degassing后产生气体。
锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析(最新版)
( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析(最新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析(最新版)一、锂离子电池特性锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。
体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。
但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。
锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。
这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。
这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。
锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。
锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。
放电时,整个程序倒过来。
为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。
好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。
保护措施:锂电池电芯过充到电压高于4.2V后,会开始产生副作用。
过充电压愈高,危险性也跟着愈高。
锂电芯电压高于4.2V后,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。
如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。
原位定量分离锂离子电池的软硬膨胀
原位定量分离锂离子电池的软硬膨胀锂离子电池是目前较为普遍使用的一种电池类型。
作为一种高性能电池,它在电动汽车、便携式电子设备等领域有着广泛的应用。
但是在使用过程中会出现软硬膨胀的问题,影响电池的寿命和安全性。
因此,如何解决锂离子电池的软硬膨胀问题是研究领域中的重点之一。
软硬膨胀原因锂离子电池中,电解液的成分和电极材料的特性决定了锂离子电池温度的变化会引起膨胀和收缩。
这种膨胀和收缩的情况被称为锂离子电池的“软硬膨胀”。
其主要原因如下:1. 电极的化学反应会产生气体,使电池内部压力增大而导致电池发生膨胀。
2. 电极材料的体积改变会引起锂离子电池内部的膨胀和收缩。
当锂离子在电极材料中嵌入或从电极材料中释放时,晶体结构会发生改变,导致膨胀或收缩。
3. 锂离子电池的温度影响也是造成软硬膨胀的原因之一。
当电池温度变化太大时,会出现膨胀和收缩的情况。
软硬膨胀解决方案为了解决锂离子电池硬软膨胀的问题,在设计和制造锂离子电池时,可以采取以下几种解决方案:1. 提高电池材料的弹性模量,降低电极材料的膨胀量,这样可以减少整个电池的软硬膨胀现象。
2. 通过设计电池的结构来解决膨胀问题。
电池内部可以使用一些支撑材料来控制内部膨胀的范围,防止内部部件碰撞或膨胀过大出现危险。
3. 采用电解液进行硬软膨胀控制。
锂离子电池的电解液中可以添加吸收膨胀的材料,这样可以有效地减小电池的硬软膨胀量。
4. 采用原位定量分离技术,可以有效地控制锂离子电池的硬软膨胀。
这种技术主要是指在电池中加入具有收缩作用的小颗粒,进而对锂离子电池的硬软膨胀进行控制。
原位定量分离锂离子电池的方法主要是通过在电极材料中添加一些微小的颗粒物,这些颗粒物可以收缩,在锂离子电池充放电的过程中,它们可以快速地在电极材料中扩散和分散,因此可以有效地控制电极材料的体积变化。
经过实验证明,此技术能控制硬软膨胀至10%以内。
总之,解决锂离子电池的软硬膨胀问题对于提高锂离子电池的可靠性、安全性、稳定性至关重要。
重磅软包锂离子电池鼓胀原因超全总结
重磅软包锂离子电池鼓胀原因超全总结引起软包锂离子电池鼓胀的原因有很多。
根据实验研发经验,笔者将锂电池鼓胀的原因分为三类,一是电池极片在循环过程中膨胀导致的厚度增加;二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。
三是电池封装不严引进水分、角位破损等工艺缺陷引起的鼓胀。
在不同的电池体系中,电池厚度变化的主导因素不同,如在钛酸锂负极体系电池中,鼓胀的主要因素是气鼓;在石墨负极体系中,极片厚度和产气对电池的鼓胀均起到促进作用。
一、电极极片厚度变化石墨负极膨胀影响因素及机理讨论锂离子电池在充电过程中电芯厚度增加主要归结为负极的膨胀,正极膨胀率仅为2~4%负极通常由石墨、粘接剂、导电碳组成,其中石墨材料本身的膨胀率达到~10%,造成石墨负极膨胀率变化的主要影响因素包括:SEI膜形成、荷电状态(state of charge,SOC)、工艺参数以及其他影响因素。
(1)SEI膜形成锂离子电池首次充放电过程中,电解液在石墨颗粒在固液相界面发生还原反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层(SEI 膜),SEI膜的产生使阳极厚度显著增加,而且由于SEI膜产生,导致电芯厚度增加约4%。
从长期循环过程看,根据不同石墨的物理结构和比表面,循环过程会发生SEI的溶解和新SEI生产的动态过程,比如片状石墨较球状石墨有更大的膨胀率。
(2)荷电状态电芯在循环过程中,石墨阳极体积膨胀与电芯SOC 呈很好的周期性的函数关系,即随着锂离子在石墨中的不断嵌入(电芯SOC的提高)体积逐渐膨胀,当锂离子从石墨阳极脱出时,电芯SOC 逐渐减小,相应石墨阳极体积逐渐缩小。
(3)工艺参数从工艺参数方面看,压实密度对石墨阳极影响较大,极片冷压过程中,石墨阳极膜层中产生较大的压应力,这种应力在极片后续高温烘烤等工序很难完全释放。
电芯进行循环充放电时,由于锂离子的嵌入和脱出、电解液对粘接剂溶胀等多个因素共同作用,膜片应力在循环过程得到释放,膨胀率增大。
另一方面,压实密度大小决定了阳极膜层空隙容量大小,膜层中孔隙容量大,可以有效吸收极片膨胀的体积,空隙容量小,当极片膨胀时,没有足够的空间吸收膨胀所产生的体积,此时,膨胀只能向膜层外部膨胀,表现为阳极片的体积膨胀。
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软包锂电池胀气的原因
聚合物锂离子电池芯採用的是铝塑複合膜的包装技术,当电池芯内部由于异常化学反应的发生而产生气体时,Pocket会被充起,电池芯鼓胀(有轻微鼓胀和严重鼓胀两种情况),且不论外观如何,电池芯的使用性能(Capacity、Cycle life、C-rate等)会发生严重的失效,导致电池芯不能使用。
胀气会发生在生产过程中也会在客户甚至最终用户手中。
当然,电池芯在化成启动或Baking过程中会正常的产生一定量(一般很少)的气体,这根据所使用的原材料而异,这种气体在Degassing工序会被抽掉。
目前部分Model(一次封装成型电池芯)通过添加V18溶剂来消除这种SEI层形成、相介面稳定时所产生的气体。
但是由于工序异常所产生的气体在Degassing前表面非常明显或者Degassing后产生不能再消掉或者添加V18也不能消除。
这里简要介绍工序异常产生气体的原因:
1.封装不良,由封装不良所引起胀气电池芯的比例已经大大地降低。
前面已经介绍了引起Top sealing、Side sealing和Degassing三边封装不良的原因,任何一边封装不良都会导致电池芯,表现以Top sealing 和Degassing居多,Top sealing主要是Tab位密封不良,Degassing 主要是分层(包括受电解液和凝胶影响导致PP与Al脱离)。
封装不良引起空气中水分进入电池芯内部,引起电解液分解产生气体等。
2.Pocket表面破损,电池芯在流拉过程中,受到异常损坏或人为破环导致Pocket破损(如针孔)而使水分进入电池芯内部。
3.角位破损,由于折边角位铝的特殊变形,气袋晃动会扭曲角位导致Al破损(电池芯越大,气袋越大,越易破损),失去对水的阻隔作用。
可以在角位加皱纹胶或热熔胶缓解。
并且在顶封后的各工序禁止拿气袋移动电池芯,更要注意操作方式防止老化板上电芯池的摆动。
4.电池芯内部水含量超标,前面我们已经介绍过对电池芯内水含量有一定的要求,一旦水含量超标,电解液会失效在化成或Degassing后产生气体。
造成电池内部水含量超标的原因主要有:电解液水含量超标,Baking后裸电芯水含量超标,乾燥房湿度超标。
若怀疑水含量超标导致胀气,可进行工序的追溯检查。
5.化成流程异常,错误的化成流程会导致电池芯发生胀气。
6.SEI膜不稳定,电池芯在容量测试充放电过程中发射功能轻微胀气。
7.过充、过放,由于流程或机器或保护板的异常,使电池芯被过充或过度放电,电池芯会发生严重鼓气。
8.短路,由于操作失误导致带电电芯两Tab接触发生短路,电池芯会发生鼓气同时电压迅速下降,Tab会被烧黑。
9.内部短路,电池芯内部阴阳极短路导致电芯迅速放电发热同时严重鼓气。
内部短路的原因有很多种:设计问题;隔离膜收缩、捲曲、破损;Bi-cell错位;毛刺刺穿隔离膜;夹具压力过大;烫边机过度挤压等。
例如曾经由于宽度不足,烫边机过度挤压电芯实体导致阴阳极短路胀气。
10.腐蚀,电池芯发生腐蚀,铝层被反应消耗,失去对水的阻隔作用,发生胀气。
11.真空抽气异常,系统或机器的原因导致真空度异常Degassing抽气不彻底;Vacuum Sealing 的热辐射区过大,导致Degassing抽气刺刀不能有效地刺破Pocket袋而导致抽气不乾淨。