锂电池组爆炸起火的原因分析
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快递不再接受电池包的寄送业务,锂电池为何会爆炸,原因剖析
NOTE7爆炸、苹果手机爆炸,航空禁止NOTE7,快递不接受锂电池寄送业务,一夜之间谈锂色变,为何会出现这个问题,我们专业的来分析一下。
一、锂电池电芯加工工艺不够,造成爆炸的原因分析
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,测漏气时漏测
6、粉尘,极片粉尘首先易导致微短路
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.
但现在电池芯厂家生产越来越规范,起点也高,基本不会出现这种劣质电芯流向市面,现在出现的爆炸起火等因素,多是在加工组装电池芯PACK的时候,没有控制好参数,检测好,从而引起的爆炸和起火,所以我们围绕加工PACK的地方说起。
二、加工PACK组装电芯引起的爆炸起火原因分析
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。
1、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。
2、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。
以上是力神电池测试报告,所以,电池爆炸起火,要理性看待,短路以及过充才是主因。
3、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防爆重点放在面。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。
三、常见爆炸起火原因分析
1、保护板没有配好
保护板的保护电流是有上限的,既要考虑充入的电流,也要考虑放电的电流。有同行因为保护板没有选好型号,因为电流过大,从而造成保护板烧毁引起电池包损坏。
2、控制器不具备过充过放保护。
有些控制器厂家,销售人员不专业,你问他有没有保护,他们都会说有的,结果,你信他的没有接保护板,3~5天后,客户那边传来爆炸的消息!都是血泪的教训,这种业务人员很可恨,所以尽量电池包PACK的时候,加好保护板。
3、电池组装接错电池保护板!
小编刚碰到的问题,厂家很大,也经常做电池包!但保护板因为每个厂家给的方案不一样,接线方案也不一样!结果电池组装厂给接错了,轰~爆炸了!所以,尽量跟保护板厂家要出接线图来,反复跟加工厂和工人确认接线,避免爆炸与损失。
4、电芯内部短路
小编之前贪图便宜,采购的电芯。结果是贸易商订制的,里面有很多短路的。结果小编没有上分容柜,造成一部分电池组发烫,最后重新拆了上的分容柜。差点引起损失。所以,选择好的供应商也真的很重要。不敢赌啊!
现在锂电池组,做好后,没有危险可言,是很安全的方案。现在恐惧只是因为加工工艺不够规范以及经验不够,基本小编碰到的爆炸因素,试着给大家讲解下。现在快递公司都不收电池包了,真的很痛苦啊,有电池包业务的可以联系小编哦~