鐵鋰電池為什么會有安全隱患問題

來源：存能電氣  日期：2019-03-13 10:30  瀏覽量：次

　　鐵鋰電池為什么會有安全隱患問題？近些年來隨著鋰電池爆炸的新聞不斷擴(kuò)張，鐵鋰電池電池的安全性問題推到了風(fēng)口浪尖。電芯所采用的電化學(xué)體系則是決定鋰電池安全性的最根本因素。存能電氣存能電氣小編就來分析鐵鋰電池出現(xiàn)安全隱患的原因。

　　鐵鋰電池為什么會有安全隱患問題？

　　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)，產(chǎn)生的熱量使電池進(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)產(chǎn)生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)致鐵鋰電池溫度升高進(jìn)而引發(fā)電池?zé)崾Э氐闹苯釉颉?/span>

　　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對于水系二次電池的一大不同之處。

　　鐵鋰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)，并分解產(chǎn)生氣體，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)致鋰電池短路。

　　同時，制造工藝的缺陷也極易引發(fā)鐵鋰電池安全問題。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，如果產(chǎn)生的熱量超過了電池?zé)崃康暮纳⒛芰Γ囯x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)鋰電池自燃。鋰電生產(chǎn)出來后，在到達(dá)消費者手中之前，還需要進(jìn)行一系列檢測，以盡量保證電池的安全性，降低安全隱患。

　　鐵鋰電池都有哪些安全隱患呢？

　　⒈針刺、短路、擠壓

　　當(dāng)鐵鋰電池出現(xiàn)短路、針刺或擠壓的時候，會導(dǎo)致內(nèi)部隔膜破裂從而引發(fā)溫度突然爆炸式升高，最終出現(xiàn)爆炸的情況，特別是安全性能差的鋰電池，這個時間將會更加短，一般5秒左右就會爆炸。

　　⒉熱沖擊

　　所謂的熱沖擊就是環(huán)境溫度突然升高的現(xiàn)象，如果溫度較高，那么會導(dǎo)致鐵鋰電池負(fù)極表面SEI膜出現(xiàn)分解，從而引發(fā)放熱反映，電池散熱如果不好，那么內(nèi)部溫度就會迅速升高，從而出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。

　　⒊過充

　　如果對鐵鋰電池進(jìn)行過充，那么多余的電能會轉(zhuǎn)化為熱能，因此導(dǎo)致電池本體溫度升高出現(xiàn)損壞的情況。往往這個問題會出現(xiàn)在一些沒有過充保護(hù)的充電器或電子產(chǎn)品上。

　　雖然廠商對鐵鋰電池使用了一些安全手段來保證電池的安全，但是當(dāng)我們在使用的時候也是要特別注意才行，當(dāng)前鐵鋰電池制造商研發(fā)了多種方法來降低安全風(fēng)險，提高安全性能，例如在電池內(nèi)部設(shè)置加入BMS保護(hù)系統(tǒng)，保護(hù)電路，包括過度充電保護(hù)、過電流/短路保護(hù)和過放電保護(hù)。