锂电池的安全性设计(正式版)

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关于锂电池的安全性教程

关于锂电池的安全性教程

关于锂电池的安全性教程锂电池作为一种高效、环保的能源存储方式,被广泛应用于各种电子设备中。

然而,由于其化学性质和电特性,锂电池在使用过程中存在一定的安全隐患。

为了确保锂电池的安全使用,本文将为您详细介绍锂电池的安全性知识和使用注意事项。

一、锂电池的原理与结构1.1 原理锂电池是一种以锂为活性物质的电池,其工作原理是通过锂离子在正负极之间移动来完成充放电过程。

在充电过程中,锂离子从正极移动到负极,储存能量;在放电过程中,锂离子从负极移动到正极,释放能量。

1.2 结构锂电池一般由正极、负极、电解质和隔膜等部分组成:- 正极:负责在充电过程中接收锂离子,放电过程中释放锂离子。

- 负极:负责在充电过程中释放锂离子,放电过程中接收锂离子。

- 电解质:用于传导锂离子,在正负极之间形成电流通路。

- 隔膜:防止正负极直接接触,避免短路事故发生。

二、锂电池的安全隐患2.1 过充过充是指电池在充电过程中,电压超过设定的截止电压,导致电池内部化学反应失控,产生气体、热量的现象。

过充可能导致电池膨胀、破裂甚至起火。

2.2 过放过放是指电池在放电过程中,电压降至低于设定截止电压,使电池内部化学反应不完全,损害电池性能。

过放可能导致电池容量下降、内阻增大。

2.3 短路短路是指电池正负极之间形成低阻抗路径,导致电流急剧增大,产生大量热量。

短路可能导致电池起火、爆炸。

2.4 温度失控锂电池在高温环境下,内部化学反应加速,可能导致电池性能下降、热失控甚至起火。

三、锂电池的安全使用注意事项3.1 选择正规厂家产品购买锂电池时,应选择正规厂家生产的产品,确保电池质量。

3.2 正确充电- 使用符合电池标准的充电器进行充电。

- 避免在充电过程中操作电子设备,以免产生热量。

- 不要在高温环境下充电,避免电池损坏。

3.3 正确放电- 避免电池完全放电,以免损害电池性能。

- 不要在低温环境下使用电池,以免电池性能下降。

3.4 避免短路- 不要将电池的正负极直接接触,以免短路。

锂空气电池的安全性能要求与电池包设计

锂空气电池的安全性能要求与电池包设计

锂空气电池的安全性能要求与电池包设计锂空气电池作为一种新型的电池技术,在能量密度和环境友好性方面具有巨大的潜力。

然而,由于其独特的构造和特点,保证其安全性能是使用和开发锂空气电池的关键问题之一。

本文将从安全性能要求和电池包设计两个方面进行探讨。

首先,锂空气电池的安全性能要求包括以下几个方面:1. 高温稳定性:锂空气电池在高温环境下容易出现电解液的挥发、热失控等问题。

因此,在设计锂空气电池时,需要选择高温稳定性好的电解液和材料,并对电池进行严格的热失控测试,确保其在高温环境下不会出现安全问题。

2. 充放电稳定性:锂空气电池在长时间使用过程中容易出现充放电不稳定、容量衰减等问题。

为了保证锂空气电池的长寿命和安全性能,需要进行充放电循环测试,并对电池进行容量衰减评估,确保其在使用过程中能够稳定工作。

3. 短路和过充保护:由于锂空气电池的电化学特性,一旦发生短路或过充现象,容易引发电池热失控、爆炸等严重事故。

因此,在锂空气电池的设计中,需要添加短路保护装置和过充保护装置,以防止电池在异常情况下发生事故。

4. 电池包封装:锂空气电池通常使用电池包进行封装,为了确保电池包的安全性能,需要选择防火、阻燃的材料,并采用阻燃设计,以防止电池包在充放电过程中发生火灾。

其次,锂空气电池的电池包设计也是保证其安全性能的重要环节。

电池包设计需要考虑以下几个因素:1. 结构设计:电池包应具备合理的结构设计,以提供足够的刚性和耐久性,并能够有效保护内部的锂空气电池。

2. 温控系统:为了防止电池过热,需要在电池包中添加温度传感器,并配备温控系统,实时监测电池温度并采取相应的措施,如风扇散热或降低电池功率输出等。

3. 电池管理系统:电池包需要配备电池管理系统(BMS),可以监测电池的电压、温度、电流等参数,及时发现异常情况并采取保护措施。

4. 短路和过充保护:电池包还应配备短路保护和过充保护装置,以保证电池在异常情况下不会发生事故。

锂离子电池安全性设计

锂离子电池安全性设计

锂离子电池安全性设计欧方明【摘要】锂离子电池的安全性问题是其固有特性,正负极材料、电解液及其添加剂、电池的结构以及制备工艺条件都对锂离子电池的安全性有重要的影响。

合理的电极、电池结构、电池使用、成组技术安全性设计可提高锂离子电池使用安全性。

%The safety design is important to Li-ion battery owe to its essential properties. The anode and cathode materials, electrolyte and its additives,structure of battery and manufacture process have important effects on the safety ofLi-ion battery. The reasonable design of electrode, the structure of battery, and security design of group technology will improve the lithium-ion battery safety.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2011(031)011【总页数】3页(P16-18)【关键词】锂离子电池;安全性;电极;电池结构;成组技术【作者】欧方明【作者单位】海军驻昆明地区军事代表室,昆明650000【正文语种】中文【中图分类】TM912.2锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、无污染、工作温度宽等诸多优点,从信息产业到能源交通,从太空到水下,锂离子电池都占有一席之地[1]。

锂离子电池在为人类造福的同时,也给我们带来了一定的灾难。

1995年和1997年,日本发生大规模锂离子电池火灾[2]。

世界各地时常发生手机锂离子电池和笔记本电脑电池爆炸事故。

美国海军水面作战中心,对水下无人航行装置采用的锂离子电池组进行安全性能测评,结果显示8并电池构成的锂离子电池模块在挤压、过充测试中均冒烟、起火;在高温测试中,满电荷电池模块起火;放电态电池模块冒烟。

锂离子电池的安全性能要求与电池包设计

锂离子电池的安全性能要求与电池包设计

锂离子电池的安全性能要求与电池包设计锂离子电池是一种高能量密度的化学能储存装置,广泛应用于电动车、便携式电子设备等领域。

然而,由于其内部结构和化学特性的原因,锂离子电池也存在着一定的安全风险。

为了确保使用锂离子电池的安全性,制定了一系列的安全性能要求和电池包设计规范。

本文将详细介绍锂离子电池的安全性能要求以及电池包的设计。

首先,锂离子电池的安全性能要求主要包括以下几个方面:1. 电芯安全性:电芯是锂离子电池的核心组件,其安全性直接关系到整个电池的使用安全。

为确保电芯的安全性,要求电芯具有耐高温、耐压、耐穿刺等特性,并且能够正常工作在指定的工作温度范围内。

2. 短路防护:电池内部的正负极之间短路是一种常见的安全隐患,易导致电池过热、爆炸等问题。

因此,电池应具备有效的短路防护机制,如内置保险丝、熔断器等,确保在短路情况下能迅速切断电流,避免发生严重的事故。

3. 过充过放保护:过充过放是锂离子电池使用过程中常见的失控情况,会导致电池内部化学反应异常,引发爆炸、火灾等安全问题。

因此,电池应配备过充过放保护装置,能够及时检测和切断过充过放的电流,保持电池在安全的电压范围内工作。

4. 温度管理:温度过高是导致电池安全性下降的重要因素之一。

电池应具备良好的热管理系统,通过传感器监测和控制电池温度,防止温度过高引发电池内部化学反应失控。

5. 安全标识:为了提醒用户注意电池的安全使用,电池应标注清晰的安全标识,如禁止放入火源、避免高温、勿外力挤压等。

除了安全性能要求外,电池包的设计也是确保电池安全性的重要环节。

以下是电池包设计中需要考虑的几个关键因素:1. 结构设计:电池包的结构设计应尽量避免电芯短路、挤压等安全隐患。

同时,还应考虑到电芯的散热需求,采用散热片、散热风扇等散热结构,保证电池包在工作中的温度控制。

2. 电池管理系统(BMS):BMS是电池包的关键部分,负责监测和控制电池的电流、电压、温度等参数。

BMS应具备过充过放保护、温度监测、短路保护等功能,确保电池包在安全的范围内工作。

锂离子电池的安全性及相关标准规定

锂离子电池的安全性及相关标准规定

锂离子电池的安全性及相关标准规定锂离子电池安全性及相关标准规定锂离子电池是一种高能量密度、长寿命、无记忆效应、环保等优点的电池,被广泛应用于便携式设备、电动工具、电动汽车等领域,但其安全性问题也备受关注。

本文将介绍锂离子电池的安全性及相关标准规定。

一、锂离子电池的安全性问题1. 热失控当锂离子电池内部温度达到一定程度时,电池的正副电极、电解液等将会燃烧甚至爆炸,造成严重事故。

热失控的主要原因是电池内部产生热量无法及时散发出去,导致电池内部温度升高。

2. 机械失控锂离子电池内部物质的结构很脆弱,在受到机械碰撞、摩擦等外力作用时,可能会发生机械失控。

3. 内短路内短路是锂离子电池内部发生短路的一种情况。

由于正负电极之间隔膜被损坏,电解液中的离子可以直接通过短路通道流动,导致电池损坏或甚至爆炸。

4. 外短路外短路发生在电池的正负接口被短路时,电池可以在极短的时间内输出大量电流,可能会引发电池爆炸。

二、锂离子电池相关标准规定1. UL标准UL标准是美国安全试验实验室(Underwriters Laboratories)制定的电池安全标准,主要用于规范锂离子电池的安全性能。

2. IEC标准国际电工委员会(IEC)制定了IEC 62133标准,用于规范电池的安全性能,其中包括锂离子电池。

3. GB/T标准GB/T是中国标准制定机构国家标准化管理委员会发布的标准。

《锂离子电池安全性要求和测试方法》(GB/T 31241-2014)是规范锂离子电池安全性能的重要标准。

4. UN标准联合国(UN)也制定了一系列标准来规范锂离子电池的安全性能,主要针对电池的包装和运输。

综上所述,锂离子电池的安全性问题备受关注,相关标准规定的制定和实施对于确保锂离子电池的安全性具有关键性作用。

同时,生产、使用锂离子电池时也要严格按照标准规定进行操作,尽可能避免电池对人身和环境造成损害。

未来发展趋势和前景随着科技的不断发展和新能源的广泛应用,锂离子电池的前景越来越广阔。

BigBatterySafety锂电池安全性资料

BigBatterySafety锂电池安全性资料
避免电池爆炸。
气管 间隙小于1cm不烧
电池
电炉
电池安全阀有烟嘴(距离小于 1cm), 主动抽气,电炉烤50Ah 电芯也不烧
4. 锂电池的气体膨胀
① 电池滥用情况下,电池会膨胀,多是慢速膨胀 (体积膨胀增加50%左右, 厚 度-钢壳动力电池厚度增50%, 软包装厚度增加3倍。) EVB可用厚度监控 报警
安全性能好。 短路发热点
-+
针刺、挤
压短路发 热点
从火口泄气 危险性一般

泄气口和着火点分开 安全性好
泄气口
软包装电池 案例, RIM的短路测试
圆柱电池
钢壳动力电池
3.排气管减少点燃机会
烟道无空气电火花实验。
实验描叙: 将50Ah LFP的EVB在煤油上烧烤。电池的安全阀接金属管,用黄泥巴密封。金属
400
641
NO
538
425
305
472
500
450
4%
NO
5%
3%
2%
3%
2%
2%
74%
NO
15%
36%
72%
16%
10%
10%
闪点: 液体或气体可以被电火花点燃的最低温度值。 当闪点低于28℃(空调温度)为甲类; 当闪点在
(28,60℃阳光下地面温度)为乙类。甲类,乙类都是易燃溶剂(气体)。 如果闪点和沸点都低于0℃, 就 属于极度易燃。 爆炸上(下)限: 气体成分达到多少后, 可以点燃和发生爆炸。
7. 避免溶剂流入电气接头,电解短路起火。试验:3滴电解液在老化板,老化板接 3.2v电池,在2小时内点燃环氧树脂的老化板,显微镜下可拍摄到电解正极形成大 量铜箔,短路。

锂离子电池组安全设计指南

锂离子电池组安全设计指南

锂离子电池组安全设计指南
1. 引言
- 锂离子电池组广泛应用于各种电子设备和电动汽车等领域 - 安全性是锂离子电池组设计的重中之重
2. 电池材料选择
- 正极材料
- 选用热稳定性好的材料,如磷酸铁锂、锰酸锂等
- 负极材料
- 避免使用金属锂,选择石墨等材料
- 电解液
- 使用不易燃性好的电解液,如离子液体电解液
3. 电池结构设计
- 设置安全阀,可在过压时释放内部气体
- 采用耐高温绝缘材料制作隔膜
- 设计良好的机械保护结构,防止外力挤压
4. 电路保护
- 配备过充过放电路保护
- 严禁电池反接,加装反接保护电路
- 引入均衡电路,防止单体电池过充或过放
5. 热管理
- 合理布置散热结构,加强电池组散热
- 引入温度检测系统,及时发现异常
6. 电池管理系统(BMS)
- 集成各项保护和监控功能
- 具备故障诊断和报警功能
7. 安全测试与认证
- 进行各种极端工况下的安全测试
- 取得针对应用领域的权威安全认证
8. 结语
- 坚持安全第一的理念
- 通过完善的设计,确保锂离子电池组安全可靠运行。

锂离子电池安全性设计与性能优化研究

锂离子电池安全性设计与性能优化研究

锂离子电池安全性设计与性能优化研究锂离子电池是当代电池技术中具有巨大潜力的电池类型,其在电动汽车、移动设备、新能源等领域中得到广泛应用。

然而,锂离子电池的多次性能问题照常出现,安全问题逐渐成为制约其应用的瓶颈。

因此,针对锂离子电池的安全性设计与性能优化研究备受关注。

1. 针对锂离子电池安全性问题,主要方面包括电池结构设计、电池材料选择和电池管理系统等。

(1)电池结构设计:电池内部结构的合理布局能够减小电池发生异常的风险,例如通过设计电池安全阀等来缓解电池内部的压力,避免电池爆炸。

此外,电池容量分布的均匀设计也是关键,这需要考虑电极结构和正负极电化学反应动力学性质的协同作用。

(2)电池材料选择:选择合适的材料是确保电池具有高安全性的前提。

首先需考虑材料的可燃性和充电放电特性,同时也需要考虑其他方面如成本和环境等综合性因素。

同时,为了优化电池性能,还需探究新型材料,在该领域的研究越来越多。

(3)电池管理系统:电池管理系统是锂离子电池中非常重要的部分,其能够监测电池的状态和数量,根据其状态及时调整充放电,从而减小电池由于充过度或者过度放电引起的损害。

并且,在电池遭遇故障时它还能提醒使用者,由于机器构造问题导致故障的概率也将大大降低。

2. 按照电池的发火、爆炸两种情况考虑优化锂离子电池性能,关键环节是电池的放电温度以及电池的内部物理结构。

(1)发火问题:发火问题是由于电池内部过度发热所引起的,一般只包含单个电芯。

为了减小这种问题,需要尽可能让电芯的直径尽量少,并且也需要探索新的散热技术,比如利用电池中的介质流以及优秀的电池材料等。

(2)爆炸问题:爆炸问题是由于电池内部代谢反应瞬间放出的大量气体液体引起的,其在电池中的扩散会导致整个电池燃烧或者爆炸。

为了减轻爆炸问题,锂离子电池的设计应该注意:增加电池内部的固定力道,从而缓解电池内部的压力;探索质量轻的散热技术,比如开刻或者孔洞结构,这样即使气体释放也有一定承载的空间;选用锂钴镍钴铝氧化物或电解液中添加一些物质减轻电池的热化学反应。

原电池 第4部分:锂电池的安全要求(标准状态:现行)

原电池 第4部分:锂电池的安全要求(标准状态:现行)

犌犅 8897.4—2008/犐犈犆600864:2007
前 言
本 部 分 的 第 4 章 、第 5 章 、第 6 章 、第 9 章 为 强 制 性 的 ,其 余 为 推 荐 性 的 。 《原 电 池 》分 为 以 下 5 个 部 分 : ———GB/T8897.1《原 电 池 第 1 部 分 :总 则 》 ———GB/T8897.2《原 电 池 第 2 部 分 :外 形 尺 寸 和 电 性 能 要 求 》 ———GB/T8897.3《原 电 池 第 3 部 分 :手 表 电 池 》 ———GB8897.4《原 电 池 第 4 部 分 :锂 电 池 的 安 全 要 求 》 ———GB8897.5《原 电 池 第 5 部 分 :水 溶 液 电 解 质 电 池 的 安 全 要 求 》 本 部 分 是 《原 电 池 》的 第 4 部 分 。 本 部 分 等 同 采 用IEC600864:2007《原 电 池 第 4 部 分 :锂 电 池 的 安 全 要 求 》(第 3 版 )。 本 部 分 与IEC600864:2007 相 比 ,仅 做 下 述 编 辑 性 修 改 : ——— “规 范 性 引 用 文 件 ”中 的 引 用 标 准 替 换 为 我 国 相 应 的 国 家 标 准 ; ——— 用 小 数 点 符 号 “.”代 替 小 数 点 符 号 “,”; ——— 用 “本 标 准 ”代 替 “本 国 际 标 准 ”; ——— 用 “本 部 分 ”代 替 “本 国 际 标 准 本 部 分 ”; ——— 删 除 国 际 标 准 中 资 料 性 概 述 要 素 (包 括 封 面 、目 次 、前 言 )。 本部分代替 GB8897.4—2002《原电池 第4部分:锂电池的安全要求》。 本部分与 GB8897.4—2002的主要技术性差异参见附录 D。 本部分的附录 A、附录 B、附录 C、附录 D 均为资料性附录。 本部分由中国轻工业联合会提出。 本 部 分 由 全 国 原 电 池 标 准 化 技 术 委 员 会 (SAC/TC176)归 口 。 本部分主要起草单位:国家轻工业电池质量监督检测中心、福 建 南 平 南 孚 电 池 有 限 公 司、成 都 建 中

锂电池的安全性设计

锂电池的安全性设计

安全管理编号:LX-FS-A21799 锂电池的安全性设计In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写:_________________________审批:_________________________时间:________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑锂电池的安全性设计使用说明:本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性,导向性的规划,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。

资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。

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),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,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。

锂离子电池安全性3篇

锂离子电池安全性3篇

锂离子电池安全性
第一篇:锂离子电池的概述和基本结构
锂离子电池是一种相对较新的电池,其采用锂离子作为电荷载体,在充电和放电过程中通过电荷转移来储存和释放能量。

与其他类型的电池相比,锂离子电池具有许多优点,如高能量密度、长寿命、低自放电率和较低的污染性。

因此它们被广泛应用于移动电子设备、电动汽车、能源储存和其它领域。

锂离子电池由5个主要部分组成:正极、负极、隔膜、电解质和罐体。

正极通常是一种锂盐化合物,如LiCoO2、LiMn2O4或LiFePO4等。

负极通常是由碳或石墨材料制成,例如石墨烯或锂钛酸盐。

隔膜通常是一种薄膜,用于隔离正负两极,以防止电子流失和防止短路。

电解质是一种导电性较高的液体或固体,用于传递离子。

罐体是一个密封的容器,保持正负两极和电解质的稳定状态。

锂离子电池具有许多特殊的安全设计,以确保其安全性。

例如,它们常常使用熔丝和电路断路器来防止过充和短路,并且会采用特殊的保护措施来防止过放和过电流。

然而,锂离子电池仍然存在一些安全问题,例如过热、过冲、过度放电和金属锂的形成。

如果这些问题得不到解决,锂离子电池将有可能引起爆炸和火灾等严重事故,因此,对锂离子电池的安全性进行评估和控制将有助于确保其可靠性和应用性。

锂离子电池的安全性能研究与优化设计

锂离子电池的安全性能研究与优化设计

锂离子电池的安全性能研究与优化设计锂离子电池作为一种高能量密度、轻量化的能源储存装置,在现代生活中得到广泛应用。

然而,由于其内部化学反应的特性,锂离子电池存在着一定的安全隐患,如过充、过放、温度过高等问题。

因此,研究锂离子电池的安全性能,并进行优化设计,对于推动电动汽车、储能系统等领域的发展具有重要意义。

首先,了解锂离子电池的内部结构与工作原理是研究安全性能的基础。

锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解质组成。

工作时,锂离子从负极通过电解质迁移到正极,完成电荷与放电过程。

在这一过程中,锂离子的迁移和化学反应会引发电池的热量释放,进而影响电池的安全性能。

为了提高锂离子电池的安全性能,一个关键的方面是设计合适的电池保护系统。

电池保护系统能够监测电池的电压、温度和电流等参数,及时采取措施来保护电池免受过充、过放、短路等危险情况的影响。

例如,过充保护功能会在电池达到额定电压时停止充电,以避免过压问题。

此外,过温保护功能能够监测电池的温度变化,当温度升高到一定程度时,系统会自动断开电路,避免电池过热。

除了电池保护系统,材料的选择也是影响锂离子电池安全性能的重要因素。

在电池设计中,选用高质量、稳定性好的材料可以减少电池内部反应的不稳定性。

同时,选择合适的电解质和隔膜材料,可以提高电池的热稳定性和抗渗漏性能。

此外,锂离子电池的正负极材料也需要具备良好的耐高温性能,以免发生热失控或爆炸等危险情况。

在锂离子电池的安全性能研究中,温度的控制也起着重要的作用。

过高的温度常常会导致电池内部反应的加速和电池结构的破坏,进而引发电池的安全问题。

因此,通过设计合适的散热系统,如增加散热片、设置导热管等措施,可以有效降低电池温度,提高安全性能。

此外,锂离子电池的使用条件也会对其安全性能产生重要影响。

例如,充电和放电过程中的电流控制、使用环境的温度和湿度等都需要合理控制。

对锂离子电池的使用者进行相关的技术培训也是提高使用安全性的重要手段。

(完整版)UL1642标准

(完整版)UL1642标准

•UL 1642 UL 2054锂电池标准UL2054标准UL2054安全标准(锂电池)前言:本标准含有覆盖UL规定的大类的产品的基本要求。

这些要求基于合理的工程原理,研究和试验结论以及现场经验,并且参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验的机构或人士的意见。

A.遵守本标准的要求是制造商在制造产品时应具备的一个基本条件。

B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准,比如:当检测和试验时,发现其它特征不满足本标准安全水平的要求。

C.产品采用的材料或结构与本标准技术要求不符的不能认为符合本标准。

如果该产品采用的材料或由采用不同于本标准所列的结构形成;但性能可以符合标准要求的,有可能断定符合本标准。

D.UL在执行客户的安全测试要求时,并不承诺为客户的产品负责,UL只是依据当前水平考虑到的一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业的判断。

UL对产品造成的危害不承担义务。

E.许多本标准的测试由于其固有的危险性,必须有足够的人身及财产安全防护措施。

简介:1.领域:1.1 这些要求针对二次(可重复充电)电池。

这些电池包含单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构的电池组。

1.2 这些要求目的是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸的危险。

这些电池能否接受并依赖于他们能否满足所应用的完整产品应符合的要求.1.3 这些要求为了组装电池供一般的用户使用,这些要求不适用于那些按产品的标准中的要求的设计为使用连接电池和产品成最终成品的电池的连接,比如合适的电子工具标准UL745.1.4 这些要求也倾向于降低用户更换的Li电池因着火或爆炸而对人身造成的危害。

1.5 这些要求涵概了容量达到10AMH的电芯,,由这些电芯组装而成的电池组.1.6 本要求不包括食入锂电池及其组成物造成的有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成的伤害情况。

1.7这些电池包括的金属Li或Li合金,或Li离子也要达到UL 1642标准对于LI电池的要求.1.8 产品的某些特征、特性或零部件、材料或整个系统与本标准要求的有所不同时,只要包含着火、电击、对人可能造成伤害的应采用适当的附加零部件和终端产品要求进行评估,以保证可接受的安全水平。

锂离子电池组安全设计指南

锂离子电池组安全设计指南

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锂电池的安全性设计(正
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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),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,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。

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,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,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。

在多级保护机制下,即使是在电源充电器、笔记本电脑出现异常的情况下,笔记本电池也只能转为自动保护状态,如果情况不严重,往往在重新插拔后还能正常工作,不会发生爆炸。

目前,笔记本电脑和手机使用的锂离子电池所采
用的底层技术是不安全的,需要考虑更安全的结构。

总之,随着材料技术的进步和人们对锂离子电池设计、制造、检测和使用诸方面要求的认识不断加深,未来的锂离子电池会变得更安全。

充电电压
一般手机电池电压写的是3.7V但一般充电器的电压写的是5V,但不会影响使用的,因为根本没有
3.7V的手机充电器卖. 新电池切勿过充
对于新买的锂离子电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。

这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。

所以这种说法,可以说一开始就是误传。

锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,所有严肃的正式
技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。

因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。

那么锂电池需要激活吗?答案是肯定的,需要激活!但是,这个过程是由生产厂家完成的,与用户无关,用户也没有能力完成。

锂电池真正的激活过程是这样的:锂离子电池壳灌输电解液--封口--化成,就是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液充分活化,直至容量达到要求为止,这个就是激活过程--分容,也就是说出厂后锂离子电池到用户手上已经是激活过的了。

另外,其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态,激活以后再封口,除非您拥有了电芯生产设备,否则如何完成?
可是为什么有些产品的说明书上写着,建议用户
前三次使用,要对手机进行完全的充放电呢?难道这不是激活吗?其实事实是这样的,在电池出厂,然后销售,再到用户的手中,会经历一段时间,一个月或者几个月,这样一来,电池的电极材料就会“钝化”,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。

但锂电池很容易激活,只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。

由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。

因此用户新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。

长充、深充的危险
长充可能导致过充。

锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。

也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。

而我们谁都
无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。

这也是我们反对长充电的另一个理由。

在对某些机器上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。

也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池的寿命而言是不利的。

同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。

前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。

事实上,浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。

所以,使用锂电供电的产品不必拘泥于过程,一
切以方便为先,随时充电。

过充、过放的危害
锂离子电池的额定电压,因为近年材料的变化,一般为3.7V,磷酸铁锂(以下称磷铁)正极的则为3.2V。

充满电时的终止充电电压一般是4.2V,磷铁3.65V。

锂离子电池的终止放电电压为2.75V~
3.0V(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同,一般为3.0V,磷铁为2.5V)。

低于2.5V(磷铁2.0V)继续放电称为过放,低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏,并不一定可以还原。

而锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸。

锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。

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