鋰離子電池移動電源安全性分析

(1)影響鋰離子電池安全性的內部因素

1.材料。

(1)正電極材料的熱穩(wěn)定性及其與電解質的反應性。

大多數正極材料在放電狀態(tài)下具有良好的熱穩(wěn)定性，在充電狀態(tài)下具有熱不穩(wěn)定性。在不與電解液接觸的情況下，充電正極材料放熱的原因重要是由于晶體形狀的改變。充電正極與有機電解液接觸后，與電解液發(fā)生反應，使電解液氧化，釋放出大量的熱量。

(2)陽極材料的安全性。

陽極材料應化學穩(wěn)定，能與電解液形成SEI，不與電解液發(fā)生反應等，否則反應出現(xiàn)的大量熱量會導致電池爆炸。

(3)電解質組成。

電解液進行電荷轉移的角色在電池正極和負極電極之間,要高導電性、和電解質的化學性質必須穩(wěn)定,以最小化電化學反應速率與電解液之間的界面活性物質的存儲,所以電池的自放電容量損失很小。目前，鋰離子電池電解液中會含有一定量的酸HF，正電極材料很容易被溶解侵蝕，溶解的正電極材料，會新增電池的內阻，熱穩(wěn)定性差容易造成安全隱患。

(4)隔膜的選擇。

當電池內部溫度接近聚合物膜的熔點時，聚合物基體離子將聚合物膜熔解，使孔被堵塞，成為無孔的絕緣層。電池的內阻迅速上升，通過電池的電流是有限的。當溫度繼續(xù)上升超過聚合物膜的熔點時，聚合物膜進一步熔化，導致正極和負極直接接觸，導致內部短路，最終導致電池爆炸。因此，在選擇隔膜時應考慮隔膜的熔點、厚度和孔隙率。

2.電池結構設計合理。

鋰離子電池的保護通常通過設置安全閥、熱敏電阻和設計保護電路來實現(xiàn)。保護電路是一種由多種電子元件組成的PCB電路，控制電池的充放電過程，防止電池的過充和過放電，每個元件都有發(fā)生故障的可能性。一旦保護電路失效，電池發(fā)生事故的概率將大大新增。

3.制造過程。

生產過程中有許多值得注意的細節(jié)，這些細節(jié)容易造成安全隱患，如:電桿毛刺、電桿粉脫落會刺穿隔膜造成短路;因電極耳過長及與電極板或電極殼接觸而引起的短路;極耳壓縮線圈芯，導致正負極短路，導致電池發(fā)熱，嚴重時會導致爆炸;在生產過程中，正極和負極的材料用量不合適，會造成鋰的不持續(xù)，而且容易通過擊穿隔膜造成內部短路。同時，應防止使用二次電池，防止短路等安全事故。

(2)影響鋰離子電池安全性的外部因素。

一個是過度充電，過度放電。

過充或過放電很容易導致鋰離子電池正極材料或電解質釋放出氣體和熱量，導致電池膨脹，內部壓力急劇上升。在嚴重的情況下，電池甚至可能由于煙和火爆炸。

二是外部短路。

外部短路由于操作不當或故障引起的保護電路板正面和負面的短路,短路時,電池放電電流很大,所以電動核心加熱,高溫會使細胞內的隔膜收縮或完全破壞,造成電池內部短路,導致爆炸;

三是溫度過高。

過高的外部溫度會導致電池金屬外殼變形，電池內膜熔化，陽極和陰極材料或電解液分解，容易導致電池短路