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怎么設計安全鋰電池的內部結構？

鉅大鋰電  |  點擊量：0次  |  2019年09月20日  

因引起手機爆炸的恐慌心理總是讓人們在事情過去后還心有余悸，包括戴爾、蘋果這樣的全球品牌也有過類似的尷尬情況。這使人們不得不考慮一個問題：鋰電池的爆炸是不可避免的的嗎？



手機、筆記本等所用的是，所謂鋰離子電池就是靠鋰離子在正負極間的運動來實現電量供應和釋放的裝置，它要求鋰離子在正負極間進行穿梭運動時不能附加其它影響因素，即干凈地運動。從理論上來說，這種設計是完全可以實現的，但在實踐過程中，由于鋰離子電池是敏感性極強的產品，任何一點異常的情況都可能導致電池出現問題。


所有的鋰電池爆炸都是由短路引起的，引起短路的現象有過充、過放、過流、過熱，它們是通過鋰電池內部結構而形成電池短路的，所謂內因決定外因的意思，鋰電池結構本身是一個工藝制造過程，而工藝制造過程是難以100%避免瑕疵存在的。


鋰離子逗留的正負極應該潔凈，穿梭其間的電解液、隔膜也應無雜質，但在制造過程中，電解液與隔膜難以完全避免沾著金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當人們使用不當(過充、過放、過流)或者把鋰電池置于極端環境(過高溫度)下，鋰電池就會過熱，碎片在常溫下的安靜狀態被打破，從而會在一個較熱的電解液空間中進行熱運動。下一步，如果碎片接近了隔膜，熱的碎片將影響隔膜的隔離作用，也就造成短路。


可見，短路是由于兩個原因引起的：一是電池體內有雜質，二是雜質會運動，二者的中介是發熱，因此，短路必然有發熱伴隨，而發熱并不必然短路。第三步，短路會迸發火花，而電解液是易燃液體，火花在一個密閉的空間中就會引發電池的燃燒和爆炸，這一點很容易理解。因此，現在有一種以膠體電解質代替液體電解質，可以降低短路的概率。但也不能完全避免。


一旦電池發生短路，視電池結構和溫度高低程度的不同，一般來說，電池體會出現漏液、燃燒和爆炸三種情況，而燃燒引發的安全問題最為嚴重。


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