锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析参考文本
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、粘接剂剂及极片的结构有关。
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。
这部分膨胀率与SBR的弹性模量和断裂强度有关，导致SBR的弹性模量和断裂强度越大，造成不可逆的膨胀越小。
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（SE1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SE1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。
电池气胀分析报告模板
电池气胀分析报告模板
一、背景
该报告的目的是对电池气胀现象进行分析并提供报告，以便于增强对电池气胀
的认知并采取适当的措施减少或消除气胀现象。
二、测试方法
使用循环充放电测试，以确定电池在不同状态下的气胀表现。
根据测试结果，
评估单个电池或电池组是否存在气胀问题。
三、测试结果
1. 充电测试
在充电测试期间，电池的体积有增加的趋势，但并未引起明显的气胀问题。
因此，在充电方面，该电池表现良好。
2. 放电测试
在放电测试期间，电池的体积有明显的增加，出现气胀现象。
以下是测试结果：•放电1小时后，电池体积增加了0.5%。
•放电2小时后，电池体积增加了1.3%。
•放电3小时后，电池体积增加了2.6%。
3. 综合评估
根据测试结果，电池在放电状态下出现气胀问题。
如果电池未能得到及时的处理，可能会导致电池发生爆炸或着火等危险。
四、处理建议
建议采取以下措施来解决电池气胀问题：
1.在放电之前，检查电池是否出现明显的气胀现象。
2.采用更高端的设计来减少电池气胀问题的发生。
3.在电池充电过程中采用温和的方式添加电荷，避免出现不必要的气胀
现象。
五、结论
根据测试结果和处理建议，建议在电池气胀问题发生时及时采取处理措施，以确保电池的安全。
同时，电池厂家也应该对电池质量进行更严格的把控，以避免不必要的安全风险。
软包锂离子电池鼓胀原因超全总结
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。
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。
锂电池爆炸原理(图文参照)
一、锂电池为什么有安全性问题1、内部短路是如何形成的：锂离子电池的最大的隐患是应用钴酸锂的锂离子电池在过充的情况下（甚至正常充放电时），锂离子在负极堆积形成枝晶，刺穿隔膜，形成内部短路。
2、产生大电流：外部短路，内部短路将产生几百安培的过大电流i. 外部短路时，由于外部负载过低，电池瞬间大电流放电。
在内阻上消耗大量能量，产生巨大热量。
ii. 内部短路，主要原因是隔膜被穿透，内部形成大电流，温度上升导致隔膜熔化，短路面积扩大，进而形成恶性循环3、气体是哪里来的：锂离子电池为达到单只电芯 3 － 4.2V 的高工作电压（镍氢和镍硌电池工作电压为 1.2V ，铅酸电池工作电压为 2V ），必须采取分解电压大于 2V 的有机电解液，而采用有机电解液在大电流，高温的条件下会被电解，电解产生气体，导致内部压力升高，严重会冲破壳体4、燃烧是如何发生的：热量来源于大电流，同时在高电压（超过 5V ）情况下，正极锂的氧化物也会发生氧化反应，析出金属锂，在气体导致壳体破裂的情况下，与空气直接接触，导致燃烧，同时引燃电解液，发生强烈火焰，气体急速膨胀，发生爆炸。
5、聚合物电池是否会有安全性问题：聚合物电池与锂离子电池的区别在于电解液为胶状、半固态，锂离子电池电解液为液态。
所以，聚合物电池可以使用软包装，在内部产生气体时，可以更早的突破壳体，避免气体聚集过多，产生激烈涨裂。
但聚合物电池并没有从根本上解决安全性问题，同样使用钴酸锂和有机电解液，而且电解液为胶状，不易泄漏，将会发生更猛烈的燃烧，燃烧是聚合物电池安全性最大的问题。
二、如何解决大容量锂电池的安全性问题锂离子电池的安全性问题，并不是外围问题，而是一个基于材料技术的本质问题。
在材料技术上取得突破：1、选择安全的正极材料，目前的正极有钴酸锂和锰酸锂两种量产的材料产品。
钴酸锂在小电芯方面是很成熟的体系，由于钴酸锂在分子结构方面（ LiCo ）的特点：充满电后，仍旧有大量的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果，甚至在正常充放电过程中，也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶。
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。
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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。
锂电软包电池气鼓、硬鼓原因!
锂电软包电池气鼓、硬鼓原因!第一篇：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T op sealing 和Degassing居多，T op 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。
锂电池产生爆炸的原因、现象以及避免措施!
锂电池产生爆炸的原因、现象以及避免措施！锂电池已经成为了人们不可或缺的一部分，我们经常会看到一些由于锂电池而引起的各种安全事故，给人印象最深刻的莫过于锂电池产生的爆炸、起火等现象。
1、避免短路及过充因为锂电池而引起的安全事故几乎大多数都是由于短路而引起的。
我们知道，当电池的正负极在电阻非常小的情况下相互连接的非正常通路，即我们常说的短路时，电池内部会产生非常大的电流和热量，产生的热和过强的电能释放不仅会导致电池寿命严重受损，而且对于使用密闭封装而成的锂电池来说，其内部会产生一定的压力从而导致电池内部压力骤增，并且由于锂离子的化学特性非常活泼，最终会产生外壳爆裂和燃烧的情况出现。
由于锂离子电池的化学特性，当我们对电池进行过度充电（过充）操作时，由于锂电池负极无法嵌入更多的锂离子，导致锂离子在负极表面以金属锂析出，造成枝晶锂现象的出现，当枝晶锂生长到一定程度便会刺破隔膜，造成电池内部短路，出现隔离膜破损，同样会出现内部短路的情况，从而引发安全事故。
所以，在我们日常使用锂电池时，应尽量避免出现短路或者过充的情况出现，不过对于目前大多数数码产品来说，其内部充电电路都会配备相应的保护IC来避免锂电池的过充现象，当保护电路检测到锂电池已经到达满电状态下，会自动切断充电电路。
但是这里仍然不建议将手机或者其他设备长时间的连接在通电状态下的充电器上，毕竟谁都不想用自己的手机或者其他设备乃至人身安全去和一个小小的充电保护芯片打赌。
2、刺穿同样很危险相比短路及过充来说，将锂电池刺穿同样是一个非常不明智的做法。
如果锂电池被任何硬物刺穿，其内部的锂离子会直接与空气中的氧产生化学反应，同样会出现剧烈燃烧的现象。
对于锂电池本身或者其他内部含有锂电池的电子产品来说，通常我们都会看到醒目的垃圾桶标志。
如果随意丢弃锂电池不仅会造成环境的污染，而且在垃圾处理过程中也比较容易发生火灾等情况。
3、避免高温及火烤高温或者火烧同样会导致锂电池的爆炸和燃烧的现象尤其在炎热的夏季或者长时间暴晒的车内，都会导致锂电池所处的环境温度高于其正常存放温度。
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。
锂离子电池浮充测试的鼓胀原因分析及改善_李慧芳
片，配以新鲜隔膜，以锂作为对电极，补充电解液，分别制作半
电池，用电化学工作站进行交流阻抗测试。
由图 3 中电化学交流阻抗频谱(EIS)数据可知：发生鼓胀 的电池，负极的 SEI 膜阻抗和充电转移阻抗均远远大于正极， 据此判断在负极上发生的反应较多，沉积物多，从而导致阻抗
500
450
Cathode
Anode
本文针对该项测试要求进行了电池浮充实验对于发生鼓胀的电池从内部产气成分正负极变化隔膜变化等方面进行了深入分析并根据分析结果提出了改善建议进一步以实验进行了验证
研究与设计
锂离子电池浮充测试的鼓胀原因分析及改善
李慧芳， 高俊奎， 李 飞， 黄家剑 （天津力神电池股份有限公司，天津 300384）
摘要：对浮充测试中发生鼓胀的锂离子电池进行了深入分析，对电池产气成分、正负极阻抗、晶体结构、隔膜形貌及孔隙 等情况进行了检测，结果表明：在浮充过程中，溶剂及添加剂在嵌锂负极表面发生还原反应，同时 ＳＥＩ 膜发生不断的重 整及修复反应，这些反应产物沉积到负极表面及隔膜孔隙内，导致靠近负极面的隔膜孔隙堵塞甚至贯穿，一旦沉积物刺 穿隔膜，即引起正负极微短路，导致 ＳＥＩ 膜的溶解和溶剂的氧化，释放出大量 ＣＯ２，电池厚度迅速鼓胀。通过更换 Ｇｕｒｌｅｙ 值高的隔膜可显著改善电池的浮充性能，原因在于在发生相同程度副反应的情况下，Ｇｕｒｌｅｙ 值高的隔膜可穿透性差，不 易被沉积物刺穿发生微短路。 关键词：锂离子电池；浮充；鼓胀 中图分类号：ＴＭ ９１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－０８７ Ｘ（２０１３）１２－２１２３－０４
近年来，锂离子电池在便携式电子产品和通讯工具中得 到广泛应用，在电动工具、电动汽车等动力电源方面的应用也 在日益扩大。随着人们对锂离子电池认识程度的加深，其安全 性能已经成为生产厂家和大众关注的焦点。锂离子电池在滥 用条件下（如高温、短路、过充放、振动、挤压和撞击等）容易 出现冒烟、着火甚至爆炸等情况。当前对锂离子电池过充、过 放及热稳定性的研究较多[1-3]，而对于浮充测试的研究较少。
干货丨锂离子电池鼓胀分析
干货丨锂离子电池鼓胀分析来源：《电源技术》杂志锂离子电池具有能量密度高，体积小的优点[1]，近年来，随着4G 的普及，5G的到来，对于锂离子电池的要求更加苛刻，锂离子电池朝着更高能量密度、更快的充电速度发展。
然而能量越高，其危险性就越大，近年来社会上发生的锂电池安全事故越来越多，2018年～2019年上半年一共发生了60多起纯电动汽车起火事故，导致16万辆纯电动汽车召回[2]，手机鼓胀、起火、爆炸的事故更是频发。
本文以一款客户投诉电池（简称客诉电池）的分析为切入点，研究该电池的起鼓原因，并实验模拟手机日常使用中可能存在的失效情况，并分析其机理。
实验1.1 客诉电池分析对客诉电池进行电压内阻测试，根据电池编码进行系统查询，判断其出厂是否合格；对其进行充放电测试，判定是否可以正常进行充放电，判断电性能是否正常；测试气体成分，拆解进行电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)、扫描电子显微镜法(SEM)测试，分析其失效原因。
1.2 过放模拟实验采用6组电池，每组3只，以0.5 C、0.1 C、0.01 C、0.001 C分别将电池放电至3、2、1、0.5、0.2、0 V，放电后休眠1 h，再继续进行后续放电，观察是否鼓胀产气，拆解进行SEM、ICP分析；对放电至3与2.5 V的电池进行长期存储，观察其是否产气，测试其低压下长期存储电压内阻的变化情况。
1.3 高温浮充模拟实验采用4组电池，每组3只，分别进行45、60、70 ℃浮充，60 ℃ (4.2～4.4 V)循环充电，测试其厚度变化，观察鼓胀产气情况，测试气体成分，拆解进行SEM、ICP分析。
1.4 设备与仪器充放电设备采用ARBIN；电压内阻测试设备采用BK-300内阻测试仪；气体成分采用津岛质联用仪GCMS-2010测试；形貌采用扫描电子显微镜JSM-6510测试；微量金属元素含量采用电感藕合等离子体发射光谱仪 Optima 8000DV测试。
结果与分析2.1 客诉电池分析检测客诉电池六面外观（图1），未发现存在破损、腐蚀现象，排除封装破损导致电池起鼓。
锂离子电池鼓气原理
锂离子电池鼓气原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊锂离子电池鼓气这事儿。
你说这锂离子电池啊，有时候就像个爱闹脾气的小孩子。
咱平常使用的手机啊、电脑啊，里面都有它呢。
那这锂离子电池为啥会鼓气呢？这可得好好说道说道。
你想啊，这锂离子电池就好比是一个小小的房子，里面住着锂离子这个小家伙。
平常呢，它安安稳稳地在里面工作着，给咱的设备提供能量。
可要是遇到一些情况，它就不乐意啦，就开始“捣乱”啦！
比如说，充电的时候电流太大啦，或者温度太高啦，这就好比给这个小房子里扔了一把火，锂离子能不着急吗？它一着急，就开始折腾，这一折腾，可不就把房子给撑大了嘛，也就是电池鼓气啦。
再比如，电池用的时间太长啦，就像人老了一样，也会出些毛病。
它里面的一些材料啊结构啊可能就不那么灵光了，这时候也容易鼓气呀。
那这鼓气了可咋整呢？咱就得小心对待啦！可不能像对待普通电池那样随便乱扔。
鼓气的电池就像个随时会爆发的小炸弹，不小心处理可能会出问题哟！
要是发现自己的设备电池鼓气了，那可得赶紧停止使用呀！难道还留着它继续“发脾气”吗？然后去找专业的人来处理，可别自己瞎捣鼓。
你说这锂离子电池平时给咱提供了那么多方便，咱是不是也得好好照顾它呀？就像咱对待好朋友一样，不能光知道索取，不知道关心呀。
平常充电的时候注意点电流和温度，别让它太累啦。
总之呢，锂离子电池鼓气不是个小事情，咱得重视起来。
别等到出了问题才后悔莫及呀！大家可得记住咯！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
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。
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锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析参考文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月锂电池发鼓胀气和爆炸原因分析参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。
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。
当电芯电压低于2.4V时，部分材料会开始被破坏。
又由于电池会自放电，放愈久电压会愈低，因此，放电时最好不要放到2.4V才停止。
锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间，所释放的能量只占电池容量的3%左右。
因此，3.0V 是一个理想的放电截止电压。
充放电时，除了电压的限制，电流的限制也有其必要。
电流过大时，锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。
这些锂离子获得电子后，会在材料表面产生锂原子结晶，这与过充一样，会造成危险性。
万一电池外壳破裂，就会爆炸。
因此，对锂离子电池的保护，至少要包含：充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。
一般锂电池组内，除了锂电池芯外，都会有一片保护板，这片保护板主要就是提供这三项保护。
但是，保护板的这三项保护显然是不够的，全球锂电池爆炸事件还是频传。
要确保电池系统的安全性，必须对电池爆炸的原因，进行更仔细的分析。
二、电池爆炸原因:1、内部极化较大；2、极片吸水,与电解液发生反应气鼓；3、电解液本身的质量,性能问题；4、注液时候注液量达不到工艺要求；5、装配制程中激光焊焊接密封性能差,漏气.测漏气漏测；6、粉尘,极片粉尘首先易导致微短路,具体原因未知；7、正负极片较工艺范围偏厚,入壳难；8、注液封口问题,钢珠密封性能不好导致气鼓；9、壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度；三、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。
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。
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。
因为，过充后极片上到处都是针状锂金属结晶，刺穿点到处都是，到处都在发生微短路。
因此，电池温度会逐渐升高，最后高温将电解液气体。
这种情形，不论是温度过高使材料燃烧爆炸，还是外壳先被撑破，使空气进去与锂金属发生激烈氧化，都是爆炸收场。
但是过充引发内部短路造成的这种爆炸，并不一定发生在充电的当时。
有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时，消费者就终止充电，带手机出门。
这时众多的微短路所产生的热，慢慢的将电池温度提高，经过一段时间后，才发生爆炸。
消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很烫，扔掉后就爆炸。
综合以上爆炸的类型，我们可以将防爆重点放在过充的防止、外部短路的防止、及提升电芯安全性三方面。
其中过充防止及外部短路防止属于电子防护，与电池系统设计及电池组装有较大关系。
电芯安全性提升之重点为化学与机械防护，与电池芯制造厂有较大关系。
四、设计规范由于全球手机有数亿只，要达到安全，安全防护的失败率必须低于一亿分之一。
由于，电路板的故障率一般都远高于一亿分之一。
因此，电池系统设计时，必须有两道以上的安全防线。
常见的错误设计是用充电器(adaptor)直接去充电池组。
这样将过充的防护重任，完全交给电池组上的保护板。
虽然保护板的故障率不高，但是，即使故障率低到百万分之一，机率上全球还是天天都会有爆炸事故发生。
电池系统如能对过充、过放、过电流都分别提供两道安全防护，每道防护的失败率如果是万分之一，两道防护就可以将失败率降到一亿分之一。
常见的电池充电系统方块图如下，包含充电器及电池组两大部分。
充电器又包含适配器(Adaptor)及充电控制器两部分。
适配器将交流电转为直流电，充电控制器则限制直流电的最大电流及最高电压。
电池组包含保护板及电池芯两大部分，以及一个PTC来限定最大电流。
五、文字方块: 适配器交流变直流文字方块: 充电控制器限流限压文字方块: 充电器文字方块: 保护板过充、过放过流等防护文字方块: 电池组文字方块: 限流片文字方块: 电池芯以手机电池系统为例，过充防护系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。
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。
由于过放电只会发生在电子产品被使用的过程。
因此，一般设计是由该电子产品的线路板来提供第一到防护，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。
总之，电池系统设计时，必须对过充、过放、与过电流分别提供两道电子防护。
其中保护板是第二道防护。
把保护板拿掉后充电，如果电池会爆炸就代表设计不良。
上述方法虽然提供了两道防护，但是由于消费者在充电器坏掉后，常会买非原厂充电器来充电，而充电器业者，基于成本考虑，常将充电控制器拿掉，来降低成本。
结果，劣币驱逐良币，市面上出现了许多劣质充电器。
这使得过充防护失去了第一道也是最重要的一道防线。
而过充又是造成电池爆炸的最重要因素，因此，劣质充电器可以称得上是电池爆炸事件的元凶。
当然，并非所有的电池系统都采用如上图的方案。
在有些情况下，电池组内也会有充电控制器的设计。
例如：许多笔记型计算机的外加电池棒，就有充电控制器。
这是因为笔记型计算机一般都将充电控制器做在计算机内，只给消费者一个适配器。
因此，笔记型计算机的外加电池组，就必须有一个充电控制器，才能确保外加电池组在使用适配器充电时的安全。
另外，使用汽车点烟器充电的产品，有时也会将充电控制器做在电池组内。
最后的防线如果电子的防护措施都失败了，最后的一道防线，就要由电芯来提供了。
电芯的安全层级，可依据电芯能否通过外部短路和过充来大略区分等级。
由于，电池爆炸前，如果内部有锂原子堆积在材料表面，爆炸威力会更大。
而且，过充的防护常因消费者使用劣质充电器而只剩一道防线，因此，电芯抗过充能力比抗外部短路的能力更重要。
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