電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
1、隔膜的遮斷電流戒備電池的安全隱患起了關鍵用途,隔膜是短路情況下的保護帶,即隔膜在約莫130度時電阻會猛然增大,從而阻止鋰離子在之間傳輸,隔膜在130度以上時,其保護帶越安全。
電池使用不當(如短路、過充等)致使其溫度的升高將使得隔膜的電阻可能新增2~3個量級。隔膜不僅要求在130℃左右能夠電流遮斷,而且要求其在更高的溫度下能夠保持其軟化完整性,高溫的軟化完整性關于在長時間的過充或者是長時間暴露在高溫環境下的電池安全性能來說同樣十分緊要。
電池充電控制系統未能即時正確地反饋電池電壓時或者電池充電器損壞等原由,這時候電池就會存在過充電現象。當過充電發生時,在正極材料中的鋰離子持續被脫出而嵌入到負極材料中去,倘若達到了碳負極嵌鋰的最大限度時,那么多余的鋰則會以金屬鋰的形式沉積在碳負極材料上,這樣使得電池的熱穩定性能大大降低。因為焦耳熱是與I2R成正比的,所以在較高的倍率充放條件下,出現的熱量就會大量的新增。隨著溫度的升高,電池內部的幾個放熱反應(如鋰和電池電極間的反應,正負極材料的熱分析反應以及電解液的熱分析反應等)可能發生。隔膜的電流遮斷功能在電池溫度達到聚乙烯的熔點附近時發生用途。隔膜的微孔一旦由于其軟化而坍塌或關閉時,電池則不能再進行充放電了。如再持續進行過充,雖然隔膜能夠保持其電流遮斷特性,但這時電池不準許再升溫。
為戒備內部短路,隔膜不能準許任何枝晶穿透。當電池發生內部短路時,倘若這種故障不是瞬間發生的,那么隔膜就是唯一能夠戒備電池熱失控的裝臵.但是,倘若升溫速率太快,故障在瞬間發生,隔膜就不能起到遮斷電流的用途;倘若升溫速率不是很高,則隔膜的電流遮斷功能就能夠起到控制升溫速率進一步阻止電池熱失控的用途。
針刺,當釘子釘入電池時就會發生瞬間內部短路。這是因為在釘子和電極之間形成的回路間的電流會出現大量的熱所致。釘子和電極間的接觸面積的熱量也就越大。當局部出現的熱量導致電解液和電極材料分析時,熱失控就會發生。另一方面,倘若電池被完全穿透,那么接觸面積的新增就會減小電流密度,由于電極與釘子間的接觸面積小于其與金屬集流體之間的接觸面積,所以內部短路電流比外部短路時要大得多。
當釘子穿過時,電壓從4.2V瞬時突降至0V,同時電池的溫度升高。當升溫速率較低時,在電池溫度接近隔膜的電流遮斷溫度時就會停止升溫;倘若升溫速率太快,會在達到隔膜電流遮斷溫度時,電池還將持續升溫,隔膜的電流遮斷也就失去了其功能。這種情況下,隔膜的電流遮斷來不及用途阻止電池的熱失控。
撞擊,隔膜的用途僅僅是延遲內部短路造成的熱失控。具有高溫軟化完整性和電流遮斷功能的隔膜需通過內部短路探測。用在高容量電池中的薄隔膜所展示的各種性能也非得與較厚的隔膜相近。隔膜的機械強度損失要通過電池的設計進行平衡,而隔膜在橫向和縱向的性質也非得一致以保證電池在非正常使用時的安全性。
2、電池鋼殼的刻痕:電芯入殼后,要對電池進行沖槽操作,使電池外殼上有刻痕,當故障發生時,氣體急速膨脹,突破刻痕氣體放出,對電池發生爆炸起到了保護用途。
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