リチウムイオン電池爆発の原因分析

まず、リチウムイオン電池の特徴

リチウムは、化学周期表で最小の直径を持つ最も活性の高い金属です。容量が小さく容量密度が高いため、消費者やエンジニアに非常に人気があります。ただし、あまりにも活発な化学的性質は高いリスクをもたらします。リチウム金属が空気にさらされると、酸素との激しい酸化反応を引き起こし、爆発を引き起こす可能性があります。その安全性と電圧を改善するために、科学者たちはリチウム原子を貯蔵するためのグラファイトとコバルト酸リチウム材料を発明しました。これらの材料の分子構造は、ナノメートルグレードの小さな貯蔵グリッドを形成し、リチウム原子を貯蔵するために使用できます。その結果、バッテリーのシェルが破裂して酸素がバッテリーに入りますが、酸素分子が大きすぎてこれらの小さな店に入ることができません。リチウム原子は酸素と反応しないので、爆発を引き起こしません。

リチウムイオン電池の原理は、同時にその高容量密度のために人々を作り、セキュリティの目標も達成します。リチウム原子のアノードであるリチウムイオン電池は電子を失い、リチウムイオンを酸化します。電解質を介してアノードに到達するリチウムイオンは、カソードの貯蔵庫に入り、電子にアクセスしてリチウム原子を還元します。放電、プログラム全体が逆さまになります。負の直接接触や短絡を防ぐために、バッテリーはバッテリーの内側にあり、短絡を防ぐために多くの細孔を持つダイアフラム紙と組み合わされます。優れたダイヤフラム紙は高温になることもあり、バッテリーは自動的に細孔を閉じ、リチウムイオンを侵入できないようにし、廃棄物との戦いのスキルから危険の発生を防ぎます。

保護対策：4.2 Vを超える電圧に電池を入れた後のリチウム電池は、副作用を引き起こし始めます。充電する圧力が高いほど、リスクも高くなります。 4.2 Vを超えるリチウム電池の電圧、残りのリチウム原子の数の半分未満のアノード材料は、通常、この時点で故障し、電池容量を永続的に低下させます。充電を続けると、カソードの貯蔵がリチウム原子でいっぱいになったため、その後のリチウム金属のアノード材料が表面に蓄積します。これらのリチウム原子は、リチウムイオンからカソード表面に向かって樹枝状結晶の方向に成長します。ダイヤフラム紙を通るリチウム金属結晶は負の短絡です。最初の爆発前の短絡電池では、過充電の過程で電解質材料が電池のシェルを作ったり圧力弁を爆破したりするなどのガス割れを引き起こし、酸素をリチウム原子に入れて蓄積する可能性があるためです。カソード反応の表面で、その後爆発した。したがって、リチウム電池は、必ず電圧の上限を設定することで、電池の寿命、容量、安全性を同時に実現できます。 4.2Vの理想的な最大充電電圧。リチウム電池の放電電圧は下限になります。電池の電圧が2.4Vを下回ると、材料の一部が破壊され始めます。また、電池は自己放電するので、電圧が低いほど長くなるので、2.4Vにしない方が良いときに放電します。この期間中のリチウム電池の放電は3.0Vから2.4Vで、エネルギーの放出は約バッテリー容量の3％。したがって、は3.0 Vの理想的な放電カットオフ電圧です。電圧と電流の制限に加えて、充電と放電も必要になる場合があります。電流が大きすぎると、リチウムイオンがストアに入ることができず、材料の表面に集まります。電子用のこれらのリチウムイオンが材料表面の結晶化でリチウム原子を生成する可能性がある後、これは過充電と関係があり、リスクを引き起こします。 1000個のバッテリーシェルが壊れて爆発します。したがって、リチウムイオン電池の保護には、少なくとも充電電圧の上限、下限の放電電圧、および電流制限が含まれます。一般的なリチウム電池パック内部には、リチウム電池コアに加えて、保護ボードがあります。保護ボードは、主に3つすべてを提供するためのものです。保護ボード、しかし、これらの3つの保護は明らかに十分ではなく、リチウム電池の爆発または世界中からの離脱です。

バッテリーシステムの安全性を確保するために、バッテリーが爆発の原因である必要があります。より注意深い分析です。

第二に、バッテリーの爆発の理由：

1、内部分極が大きい。

2、吸水、電解質ガスドラムと反応します。

3、電解質自体、性能の問題の質。

4、液体注入液量が技術的要件を満たすことができない場合。

5、レーザー溶接シール性能の準備プロセスが悪い、リーク。エアリークテストの測定;

6、ほこり、ほこりシートが最初にマイクロ短絡を引き起こす可能性があります。理由は不明です。

図７は、陰極スコープから厚く、シェルに硬いプロセスである。

8、フィラーシールの問題、鋼球シールの性能はガスドラムを引き起こすのに悪いです。

9、入ってくる存在するシェル壁の厚さ、シェルの厚さの変形効果。

3、爆発タイプ分析

バッテリーコア爆発タイプは、外部短絡、内部短絡、過充電の3種類に分類できます。

外部とは、外部のバッテリーを指し、バッテリーパックが含まれており、短絡による内部絶縁設計が不十分です。外部のバッテリー、電子部品が短絡し、回路を遮断できなかった場合、内部のバッテリーは熱を発生し、電解質の蒸発の一部、バッテリーシェルサポートを引き起こします。バッテリーの内部温度が摂氏135度まで高くなると、高品質の紙、ダイヤフラムが細孔を閉じ、電気化学反応が終了するか、近端、電流、温度がゆっくりと低下し、爆発の発生を回避します。しかし、細孔の閉鎖速度が悪いか、細孔がダイアフラム紙を閉じない場合、電池の温度が上昇し続け、電解質がさらに蒸発し、最終的に電池のシェルが破裂し、電池の温度が上昇して材料が燃焼および爆発する可能性があります。

内部短絡は、主にダイアフラムの銅箔とアルミホイルのバリ、またはダイアフラムによって摩耗した樹枝状結晶のリチウム原子が原因です。これらの小さな針状金属は、微小な短絡を引き起こす可能性があります。なぜなら、針は非常に細く、一定の抵抗があるため、電流はそれほど大きくありません。製造工程で銅箔バリが発生します。観察可能な現象は、バッテリーの急速な漏れであり、ほとんどはバッテリー工場または組立工場を選別する可能性があります。そして、バリが小さいため、時々燃え尽きて、バッテリーを通常の状態に戻します。したがって、バリのマイクロ短絡爆発の可能性は高くありません。そのような、工場内のバッテリーからの缶は、充電後すぐに、不良バッテリーの低い側の電圧ですが、統計的にサポートされている爆撃はめったにありません。したがって、主に過充電が原因で、爆発によって引き起こされる内部短絡。なぜなら、充填後はポールピースニードルのリチウム金属結晶化のいたるところにあるため、マイクロ短絡が発生した場合、ピアスポイントはどこにでもあります。その結果、バッテリーの温度は徐々に上昇し、最終的には高温の電解質ガスになります。この種の状況は、高温の物質が爆発を燃やすか、シェルが壊れたかにかかわらず、酸化リチウムで内部の空気が爆発します。

ただし、過充電による内部短絡による爆発は、必ずしも充電中に発生するわけではありません。たぶん、バッテリーの温度がガスを燃焼させるほど高くなく、バッテリーケースを壊すのに十分な材料がない場合、消費者は充電を停止し、携帯電話を持って出かけるでしょう。このとき、マイクロショートで発生する熱により、バッテリーの温度がゆっくりと上昇します。しばらくすると、爆発が起こります。消費者の一般的な説明は、彼らが電話を手に取って、携帯電話が非常に熱いことに気付くというものです。彼らが電話を捨てた後、それは爆発します。過充電、外部短絡の防止、防止、セキュリティの向上に重点を置いた防爆ソリューションを作成できます。過充電と外部短絡の防止は、バッテリーシステムの設計とバッテリーパックアセンブリに関連する電子保護に属します。バッテリーのセキュリティを向上させるための重要なポイントは、化学的および機械的保護であり、コアバッテリー工場との関係は良好です。

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