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电芯装 配线厂家介 绍锂电池的电池鼓壳

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电芯装 配线厂家介 绍锂电池的电池鼓壳

发布日期:2019-10-29 作者: 点击:

  厂家介 绍锂电池的电池鼓壳

  锂电池 -电池鼓壳 外壳特性

  锂,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。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 纳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。

  保护措施

  锂电池 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。

  爆炸原因电芯装配线

  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 程中激光焊接密封性能差,测漏气时漏气;

  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;

  10、外面环 境温度过高也是导致爆炸的主要原因。

  爆炸类型

  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。



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