鋰電池鼓包原因是什么(鋰電池鼓包解決方法)
鋰電池由于其能量比高,,安全性高等原因,,在市場上得到了廣泛的應(yīng)用,像鋰電這一類電池雖然沒有聚合物電池那樣擁有更高的安全性,,但是由于其發(fā)展較早,,因此比較便宜,同時很多廠家都能夠生產(chǎn),,這就導(dǎo)致參差不齊,,鋰電池的安全性有時候會得不到保證,,另外如果使用不當(dāng)或者是制作水平有限的話還是有一定的安全隱患的,,就比如電池鼓包,既然如此,,那鋰電池鼓包原因是什么,鋰電池鼓包解決方法是怎么樣的?
鋰電池基本結(jié)構(gòu)是怎么樣的?
鋰電池包主要材料構(gòu)成:正極材料,、負(fù)極材料、電解液,、隔膜(隔離材料)組成,。
正極
從電池重量構(gòu)成上來看,正極材料占有較大比例(一般在70%~80%),因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,,其成本也直接決定電池成本高低,。正極材料占鋰離子電池成本30%~40%,也直接影響鋰電池包的能量密度和性能,。
負(fù)極
負(fù)極材料是由相對于正極電勢更低的材料構(gòu)成,,并具有高比容量和較好的充放電可逆性,從而在嵌鋰的過程中保持良好的尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性(不發(fā)生嚴(yán)重變形),。
負(fù)極材料主要影響鋰電池包的效率,、循環(huán)性能等,負(fù)極材料的性能也直接影響鋰電池的性能,,負(fù)極材料占鋰電池總成本10~20%左右,。負(fù)極材料種類上,包括碳系負(fù)極,、非碳性負(fù)極,。
電解液
電解液在正極與負(fù)極之間起到運(yùn)輸電荷的作用(類似與無線電中的載波),具有較高的離子電導(dǎo)率,,一般應(yīng)達(dá)到1x10-3~2x10-2 S/cm,。它影響著鋰電池包的能量密度、寬溫應(yīng)用,、循環(huán)壽命,、功率密度,、安全性能等因素。
隔膜
隔膜有一定的孔徑和孔隙率,,保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率,,對鋰離子有很好的透過性,對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力,,保持離子導(dǎo)電性,,同時具有電子絕緣性,保證正負(fù)極的機(jī)械隔離,,此外應(yīng)有足夠的穿刺強(qiáng)度,、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能及耐電解液腐蝕性和足夠的電化學(xué)穩(wěn)定性。動力電池對隔膜的要求更高,,通常采用復(fù)合膜,。
鋰電池鼓包原因是什么?
鋰電池鼓包的原因主要有以下原因:
1:廠商生產(chǎn)制作工藝問題
由于廠家眾多,很多廠家為省成本,,使得制作環(huán)境惡劣,,使用將要淘汰設(shè)備機(jī)器等等,這樣一來使得電池的涂層不均勻,,電解液內(nèi)混入了灰塵顆粒等,。這些都有可能使得鋰電池包在用戶使用時出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)更大的危險,。
2:用戶日常使用習(xí)慣
第2種在于用戶本身,,如果用戶在使用鋰電池產(chǎn)品時使用不當(dāng),如過充電過放電,,或者是在環(huán)境極端惡劣的環(huán)境中持續(xù)使用等也都有可能使得鋰電池出現(xiàn)鼓包,。
3:過充導(dǎo)致的鼓包
過度充電會導(dǎo)致正極材料里的鋰原子全部跑到負(fù)極材料里面,導(dǎo)致正極原本飽滿的柵格發(fā)生變形垮塌,,這也是鋰電池包電量下降的一個主要原因,。在這個過程中,負(fù)極的鋰離子越來越多,,過度堆積使得鋰原子長出樹樁結(jié)晶,,使得電池發(fā)生鼓脹。
4:過放導(dǎo)致的鼓包
SEI膜對負(fù)極材料會產(chǎn)生保護(hù)作用,,使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌,,并且可以增加電極材料的循環(huán)壽命。SEI膜并非一成不變,,在充放電過程中會有少許的變化,,主要是部分有機(jī)物會發(fā)生可逆的變化。電池過度放電后使得SEI膜發(fā)生可逆性破環(huán),保護(hù)負(fù)極材料的SEI破壞后使得負(fù)極材料崩塌,,從而形成鋰電池鼓包現(xiàn)象,。
如果使用的充電器不符合要求,輕則使電池鼓包,,重則出現(xiàn)安全事故,,甚至爆炸都有可能。
5:長期不用且保存不恰當(dāng)
任何一種產(chǎn)品如果長期不用的話,,原有的性能基本上都會下降,,電池長期不使用,然后也沒有進(jìn)行較好的保存處理,。當(dāng)其長期暴露于空氣中不使用,,并且電量充滿。由于空氣在一定程度上是導(dǎo)電的,,放的時間過長就相當(dāng)于電池的正負(fù)極直接接觸,,進(jìn)行了慢性的短路,一旦短路就會發(fā)熱,,一些電解質(zhì)分解甚至氣化,,從而導(dǎo)致發(fā)生鼓包,。
其中過充過放導(dǎo)致的鼓包原因如下:
1,、過充導(dǎo)致的鼓包:過度充電會導(dǎo)致正極材料里的鋰原子全部跑到負(fù)極材料里面,導(dǎo)致正極原本飽滿的柵格發(fā)生變形垮塌,,這也是鋰電池電量下降的一個主要原因,。在這個過程中,負(fù)極的鋰離子越來越多,,過度堆積使得鋰原子長出樹樁結(jié)晶,,使得鋰電池發(fā)生鼓脹。
2,、過放導(dǎo)致的鼓包:在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過程中,,電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層,。形成的鈍化層膜能有效地阻止電解液分子的通過,,但Li+ 卻可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出,具有固體電解質(zhì)的特征,,因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質(zhì)界面膜”( solid electrolyte interface) ,,簡稱SEI。SEI膜對負(fù)極材料會產(chǎn)生保護(hù)作用,,使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌,,并且可以增加電極材料的循環(huán)壽命。SEI膜并非一成不變,在充放電過程中會有少許的變化,,主要是部分有機(jī)物會發(fā)生可逆的變化,。電池過度放電后使得SEI膜發(fā)生可逆性破環(huán),保護(hù)負(fù)極材料的SEI破壞后使得負(fù)極材料崩塌,,從而形成鼓包現(xiàn)象,。
這兩個因素會導(dǎo)致電池在使用過程中,電池內(nèi)部發(fā)生近似于短路的劇烈反應(yīng),,生成大量的熱,,進(jìn)而導(dǎo)致電解質(zhì)分解氣化,電池就鼓起來了,。
磷酸鐵鋰電池鼓包原因有哪些?
1,、過度充電:當(dāng)磷酸鐵鋰電芯過度充電時,內(nèi)部產(chǎn)生的氣體(如氧氣)會導(dǎo)致電芯內(nèi)部壓力升高,。如果電芯的安全閥或密封性能不足,,無法及時釋放內(nèi)部氣體,就會導(dǎo)致電芯鼓包,。
2,、過度放電:過度放電也可能導(dǎo)致磷酸鐵鋰電芯鼓包。當(dāng)電芯過度放電時,,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會導(dǎo)致產(chǎn)生氣體,。如果電芯的安全閥或密封性能不好,無法及時排出內(nèi)部產(chǎn)生的氣體,,電芯就會鼓包,。
3、過熱:磷酸鐵鋰電芯在充放電過程中產(chǎn)生的熱量如果無法及時散熱,,電芯溫度會升高,。過高的溫度會引起電芯內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)加速,導(dǎo)致氣體產(chǎn)生過多,,造成電芯鼓包,。
4、內(nèi)部短路:電芯內(nèi)部的短路可能導(dǎo)致局部過熱,,進(jìn)而引起氣體產(chǎn)生和電芯鼓包,。內(nèi)部短路可能由電芯內(nèi)部的電極材料異物、損傷,、結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷等引起,。
5、外部物理損傷:電芯遭受外部物理損傷,,如撞擊,、擠壓,、刺穿等,可能導(dǎo)致電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,,進(jìn)而引起氣體產(chǎn)生和電芯鼓包,。
當(dāng)磷酸鐵鋰電芯出現(xiàn)鼓包時,應(yīng)立即停止使用,,并遵循正確的處理方式,。鼓包的電芯可能存在安全隱患,如發(fā)生漏液,、發(fā)熱,、爆炸等。建議將鼓包的電芯妥善處理,,并交由專業(yè)的電池回收機(jī)構(gòu)進(jìn)行處置,。
鋰電池鼓包解決方法
1、用完一半上下的電量就開始補(bǔ)充電量,,極少數(shù)情況下才進(jìn)行一次完全的放電和完全充電保養(yǎng)(比如用了幾個月到半年了就完全放充一次,,頻繁完全充放容易長結(jié)晶),這樣能大大減少結(jié)晶量,,可明顯減緩鼓包現(xiàn)象,。
2、停止使用:一旦發(fā)現(xiàn)鋰電池出現(xiàn)鼓包,,應(yīng)該立即停止使用,,并盡快進(jìn)行維修或更換。
3,、安全處理:鼓包的鋰電池可能會發(fā)生泄漏或爆炸,,因此在處理時需要注意安全,,避免直接觸碰電池,,應(yīng)穿戴防護(hù)手套等相關(guān)保護(hù)設(shè)備,鼓包的鋰電池可以直接廢棄,,因為電力容量已經(jīng)很小了,。
4、送修或更換:如果鋰電池出現(xiàn)鼓包,,一般建議到專業(yè)的服務(wù)站進(jìn)行維修或更換,。在更換時,要選擇與原電池相匹配的電池,,以保證使用效果和安全性,。
5、鋰電池包一般要專業(yè)回收才不造成污染,,如果沒辦法處理,,就扔到分類回收垃圾桶,。
需要注意的是,鋰電池鼓包是一種較為嚴(yán)重的問題,,不應(yīng)采取DIY修理的方式進(jìn)行處理,。
以上就是鋰電池鼓包原因是什么及鋰電池鼓包解決方法的介紹,總之,鋰電池鼓包是一種嚴(yán)重的安全問題,,其發(fā)生原因多種多樣,。為了預(yù)防鋰電池鼓包的發(fā)生,需要從電池設(shè)計和制造,、使用條件和電池的日常維護(hù)等多個方面進(jìn)行綜合防范,。
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