锂电池爆炸 涂布在线—锂电池爆炸原因分析

2018-07-27 - 锂电池

爆炸的原因类别:负极容量不足水份含量过高内部短路过充过放外部短路

负极容量不足 当正极部位对面的负极部位容量不足,或是根本没有容量时,充电时所产生的部分或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成突起状“枝晶”,而下一次充电时,这个突起部分更容易造成锂的析出,经过几十至上百次的循环充放电后,“枝晶”会长大,最后会刺穿隔膜纸,使内部产生短路。

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电芯急剧放电,产生大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,高温会使电解液分解成气体,负极碳和隔膜纸燃烧,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。

水份含量过高

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水份可以和电芯中的电解液反应,生产气体,充电时,可以和生成的锂反应,生成氧化锂,使电芯的容量损失,易使电芯过充而生成气体,水份的分解电压较低,充电时很容易分解生成气体,当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大,当电芯的外壳无法承受时,电芯就会爆炸。

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内部短路

由于内部产生短路现象,电芯大电流放电,产生大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,这样电芯就会产生高温,使电解液分解成气体,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。

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上部胶

激光焊时,热量经壳体传导到正极耳上,使正极耳温度高,如果上部胶纸没有隔开正极耳及隔膜,热的正极耳就会使隔膜纸烧坏或收缩,造成内部短路,而形成爆炸。

高温胶纸包住负极耳

客户在负极耳点焊时,热量传导到负极耳上,如果高温胶纸未贴好,负极耳上的热量就会烧坏隔膜,造成内部短路,形成爆炸。

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贴底部胶未完全包住底部

客户在底部铝镍复合带处点焊时,会在底部壳壁产生大量的热,传导极芯的底部,如果高温胶纸未完全包住隔膜,会烧坏隔膜,造成内部短路,形成爆炸。

过充

电芯过充电时,正极的锂过度放出会使正极的结构发生变化,而放出的锂过多也容易无法插入负极中,也容易造成负极表面析锂,而且,当电压达到4.5V以上时,电解液会分解生产大量的气体。上面种种均可能造成爆炸。

外部短路

外部短路可能由于操作不当,或误使用所造成,由于外部短路,电池放电电流很大,会使电芯的发热,高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全坏坏,造成内部短路,因而爆炸。

负极容量不足的工位负极包不住正极正负极分档配对错误负极压片时压死负极颗粒负极露箔负极凹点负极划痕负极暗痕负极涂布不均正极头尾部堆料正极涂布不均正极敷料量偏大正负极搅拌不均负极来料容量偏低正极来料容量偏高负极容量不足

水份含量过多的工位封口太慢而吸潮陈化时吸潮电解液水份含量过大注液前烘烤未烘干或吸潮组装烘烤时未烘干涂布时正负极未烘干正极打胶配料时吸潮正极烘烤不充分水份含量过高

内部短路的工位贴底部胶未完全包住底部高温胶纸包住负极耳上部胶位置不对烘烤时温度太高烘坏隔膜激光焊短路电芯未检出组装微短路电芯下流组装短路电芯未检出压扁时压力太大隔膜纸有砂眼卷绕不齐负极铆焊未拍平,有毛刺正负极分小片毛刺正负极分小片掉料正负裁**毛刺内部短路

过充可能的工位用户使用时充电器电压偏大检测时个别点电压偏大检测时电流设置过大电芯容量不足预充柜个别点电流过大预充时电流设置过大过充

外部短路可能的工位保护线路板失效用户在使用时正负极短路电芯在周转过程中打火上电芯未对好,造成正负极接触外部短路

总结所有相关工位必须加强控制。安全性为各项性能中最重要的。当与其它要求冲突时,优先满足安全性。

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