鉅大LARGE | 點擊量:905次 | 2020年10月23日
為何鐵鋰離子電池會有安全隱患問題?
當(dāng)鋰電芯溫度上升到130℃以后,負(fù)極表面的SEI膜分解,導(dǎo)致高活性鋰碳負(fù)極暴露于電解液中發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng),出現(xiàn)的熱量使電池進(jìn)入高危狀態(tài)。當(dāng)電池內(nèi)部局部溫度升高到200℃以上時,正極表面鈍化膜分解正極發(fā)生析氧,并繼續(xù)同電解液發(fā)生劇烈反應(yīng)出現(xiàn)大量的熱量并形成高內(nèi)壓。當(dāng)電池溫度達(dá)到240℃以上時,還伴隨鋰炭負(fù)極同粘結(jié)劑的劇烈放熱反應(yīng)。
可見,負(fù)極表面SEI膜的破損從而導(dǎo)致高活性嵌鋰負(fù)極與電解液的劇烈放熱反應(yīng),是導(dǎo)致鐵鋰離子電池溫度升高進(jìn)而引發(fā)電池?zé)崾Э氐闹苯釉颉?/p>
電極材料的可燃性:鋰電采用的有機溶劑都具有易燃性并且閃點過低,不安全行為導(dǎo)致的熱失控很容易點燃低閃點的可燃性液體組分而導(dǎo)致電池燃燒。鋰電負(fù)極碳材料、隔膜和正極導(dǎo)電碳也具有可燃性。
鐵鋰離子電池發(fā)生燃燒的幾率高于電池爆炸的幾率,但電池爆炸必定伴隨著燃燒。此外,當(dāng)鋰離子電池開裂并且外界環(huán)境的空氣濕度較高時,空氣中的水分和氧氣極易與嵌鋰的碳負(fù)極發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)放出大量的熱進(jìn)而引起電池的燃燒。電極材料的易燃性是鋰離子電池相關(guān)于水系二次電池的一大不同之處。
鐵鋰離子電池的電極材料以及電解質(zhì)均有易燃性,受熱(內(nèi)部或外部)即可引起火災(zāi),并分解出現(xiàn)氣體,從而加劇了電池爆炸的可能性。而且現(xiàn)如今的高分子隔離膜強度都相對較低,在碰撞或過熱情況下極易損壞這層薄膜,導(dǎo)致鋰離子電池短路。
同時,制造工藝的缺陷也極易引發(fā)鐵鋰離子電池安全問題。比如電芯極耳過長,與極片或殼體接觸造成短路;極耳壓迫卷芯,導(dǎo)致正負(fù)極短路;在兩極之間留下金屬粉末、銅箔、鋁箔碎片等可能導(dǎo)致隔膜穿孔進(jìn)而引發(fā)微短路等系列問題。
鋰離子電池在充放電過程中會發(fā)熱,假如出現(xiàn)的熱量超過了電池?zé)崃康暮纳⒛芰?,鋰離子電池就會過熱,電池材料就會發(fā)生SEI膜的分解、電解液分解、正極分解、負(fù)極與電解液的反應(yīng)和負(fù)極與粘合劑的反應(yīng)等破壞性的副反應(yīng)。
影響鐵鋰離子電池安全的外部因素則相對較雜,比如過充電、外短路、猛烈撞擊等均可能引發(fā)鋰離子電池自燃。鋰電生產(chǎn)出來后,在到達(dá)消費者手中之前,還要進(jìn)行一系列檢測,以盡量保證電池的安全性,降低安全隱患。