大容量聚合物电池芯爆破或焚烧,均是因为电芯内部发生剧烈化学反响,发生很多的热量与气体导致,要促进电芯内部发生剧烈的化学反响,有必要具有一些必要的外部条件:
1、电池被严峻过充,锂离子电芯的化学体系决议了当电芯被过充电后,电芯内部的LiCoO2变成Co3O4, Co3O4是很强的氧化剂,可与电解质反响发生气体(O2)。氧气持续与电解质反响发生水(H2O),水又可持续与Li、电解质反响。。。, 如此电芯内部会发生热量与很多的气体, 这种反响会跟着电压的不断升高而加重,一般来讲,电芯电压超越4.2V时,即有这种反响发生,电芯电压到达挨近5V时,跟着电芯内部温度的升高及气体压力效果,大部分电芯会因为内部短路等原因发生焚烧(聚合物电芯)或爆破(液态硬包装)。 详细反响进程如下:
2、电芯被高温加热, 当电芯被高温加热时,电解液会汽化一起还会分化,电芯内部压力增大,电芯内部的阻隔膜或许熔解导致电芯内部短路引起焚烧, 一起阴极资料在充满电时,在必定温度下,会发生自催化反响,呈现焚烧。电芯电压越高,抗高温的时刻就越短。 下图为不同资料的焦耳热特性曲线:
3、电芯被短路,电芯在满充状态下,被忽然短路,此极有或许引起电芯呈现安全事故, 短路有两种状况:
1) 电芯外部短路, 关于液态硬包装电芯,因为电芯温度升高,内部电解液分化及汽化,或许导致电芯内部压力太大而呈现爆破,一起部分电芯因为其他各种原因,内部压力本来现已很大,在短路高温的效果下,电芯也或许爆破。 关于软包装的电芯,在外短路的效果下,将会鼓胀,或裂开。一般不会呈现焚烧现象。
2)电芯内部短路, 电芯在满充电状态下,因为各种原因,电芯内部的阴阳极短路时,温度剧烈升高,引发电芯内部发生剧烈反响,此刻,如是硬壳包装的电芯将呈现爆破,而聚合物软包装的电芯将呈现焚烧现象。
处理针对上述的几个方面的问题,现在首要采纳维护板、PTC、专用充电器及保险丝等办法对电芯进行维护。 其间维护板是对电芯的过充、过放及过流进行一级维护,PTC则是在电芯过热时短路大电流状况下截止电流对电芯进行二级维护,专用充电器则是对电芯的充电电流及电压进行约束,而保险丝现在运用较少,其首要效果是在电芯电压或电流呈现异常时完全截断电芯与外电路的衔接,然后确保电芯不会被再次运用,以确保电芯不会呈现严峻的安全事故。因而,这些维护设备的可靠性,直接影响到电芯的安全运用,应引起满足的注重。