【導(dǎo)讀】電芯遇到高溫容易被加熱,電解液就會汽化分解。一旦大量的聚合物電池芯爆炸或者燃燒,就會產(chǎn)生大量的熱,從而發(fā)生爆炸。那么聚合物聚合物電池爆炸需要什么條件?怎么保護電芯?
大容量聚合物電池芯爆炸或燃燒,均是由于電芯內(nèi)部發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的熱量與氣體導(dǎo)致,要促使電芯內(nèi)部發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),必須具備一些必要的外部條件:
1、電池被嚴(yán)重過充,鋰離子電芯的化學(xué)系統(tǒng)決定了當(dāng)電芯被過充電后,電芯內(nèi)部的LiCoO2變成Co3O4, Co3O4是很強的氧化劑,可與電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生氣體(O2)。氧氣繼續(xù)與電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生水(H2O),水又可繼續(xù)與Li、電解質(zhì)反應(yīng)。。。, 如此電芯內(nèi)部會產(chǎn)生熱量與大量的氣體, 這種反應(yīng)會隨著電壓的不斷升高而加劇,一般來講,電芯電壓超過4.2V時,即有這種反應(yīng)發(fā)生,電芯電壓達到接近5V時,隨著電芯內(nèi)部溫度的升高及氣體壓力作用,大部分電芯會由于內(nèi)部短路等原因發(fā)生燃燒(聚合物電芯)或爆炸(液態(tài)硬包裝)。 具體反應(yīng)過程如下:
1) 電芯外部短路, 對于液態(tài)硬包裝電芯,由于電芯溫度升高,內(nèi)部電解液分解及汽化,可能導(dǎo)致電芯內(nèi)部壓力太大而出現(xiàn)爆炸,同時部分電芯由于其他各種原因,內(nèi)部壓力原本已經(jīng)很大,在短路高溫的作用下,電芯也可能爆炸。 對于軟包裝的電芯,在外短路的作用下,將會鼓脹,或裂開。一般不會出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象。
2)電芯內(nèi)部短路, 電芯在滿充電狀態(tài)下,由于各種原因,電芯內(nèi)部的陰陽極短路時,溫度劇烈升高,引發(fā)電芯內(nèi)部產(chǎn)生劇烈反應(yīng),此時,如是硬殼包裝的電芯將出現(xiàn)爆炸,而聚合物軟包裝的電芯將出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象。
解決針對上述的幾個方面的問題,目前主要采取保護板、PTC、專用充電器及保險絲等方法對電芯進行保護。 其中保護板是對電芯的過充、過放及過流進行一級保護,PTC則是在電芯過熱時短路大電流情況下截止電流對電芯進行二級保護,專用充電器則是對電芯的充電電流及電壓進行限制,而保險絲目前使用較少,其主要作用是在電芯電壓或電流出現(xiàn)異常時徹底截斷電芯與外電路的連接,從而確保電芯不會被再次使用,以保證電芯不會出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。因此,這些保護設(shè)備的可靠性,直接影響到電芯的安全使用,應(yīng)引起足夠的重視。
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