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锂离子澳门新葡萄京app燃烧或爆炸的原因

锂离子澳门新葡萄京app以其高比能量、较高的工作电压、体积小、重量轻等优点已成为移动通讯、笔记本电脑等便携式电子产品的主要电源之一。然而,锂离子澳门新葡萄京app在充放电过程中由于使用不当,会出现鼓胀燃烧或爆炸的危险;特别是在滥用条件下(如受热、过充、短路、振动、挤压等),澳门新葡萄京app会出现燃烧、爆炸乃至人员受伤等情况。因此,研究锂离子澳门新葡萄京app的爆炸机理对提高锂离子澳门新葡萄京app的安全性有重要的意义。

锂离子澳门新葡萄京app燃烧或爆炸的可能性主要如下:

一、当锂离子澳门新葡萄京app受热时,澳门新葡萄京app内部的反应如一个反应链,各个反应相互 促进,依次进行。首先是SEI膜分解放出热量加热了澳门新葡萄京app,促使负极与溶剂的反应放出更多的热量,导致负极与粘结剂的反应、溶剂分 解,接接着正极开始进行热分解反应,放出大量的热与气体,最后导 致澳门新葡萄京app燃烧或爆炸。

二、在锂离子澳门新葡萄京app充电初期,电流通过澳门新葡萄京app时一部分电能转化为热能,欧姆极化也产生一部分热量,但澳门新葡萄京app表面温度上升的很慢;当澳门新葡萄京app达到 全充满状态时,由锂离子继续的嵌入反应变成锂金属在负极表面的沉积,溶剂被氧化(由过充引起的溶剂的氧化反应放出的热量远远高于可逆状态下锂离子与溶剂反应放出的热量)放出的热量加热了澳门新葡萄京app;随着澳门新葡萄京app温度升高,金属锂与溶剂反应、嵌锂碳与溶剂反应相继发 生,热量失控,同时伴随发生溶剂的分解、粘结剂与锂金属的反应。

三、短路、针刺和撞击对锂离子澳门新葡萄京app造成的危害大致相同。短路时,电流通过澳门新葡萄京app的瞬间产生大量的热,加热澳门新葡萄京app,使澳门新葡萄京app温度升高到正极分解的温度,正极热分解又导致澳门新葡萄京app热量失控;针刺速度很快时,在针刺的部位造成局部短路并产生大量的热,使澳门新葡萄京app内部温度升高到正极热分解的温度;当锂离子澳门新葡萄京app受到撞击时,电极上过电压损失产生热量,促使溶剂与负极的反应,放出的热量又进一步加热澳门新葡萄京app,促使正极热分解反应发生,导致热量的失控 。

四、锂离子澳门新葡萄京app的设计

a正负极容量比:澳门新葡萄京app在使用的过程中,在不同程度都会有所破坏,那就要求负极的嵌锂空间至始至终都要比正极的脱嵌的锂离子空间大。如在设计时,没有考虑负极余量的大小,会造成析锂,刺穿隔膜,造成短路。

b尺寸:澳门新葡萄京app的隔膜收缩与极片的宽度,当隔膜收缩过大,极片会引起短路。

c放电电流:在设计时根据产品的使用放电电流来设计极片的面密度压实极耳类型等。当面密度过大,压实过高,极耳截面较小时,大电流放电,会产生析锂,产生大量的热造成澳门新葡萄京app爆炸。

d防爆结构:当澳门新葡萄京app内压达到一定的压力时,进行排气减压的功能防止澳门新葡萄京app壳体爆炸。目前采用的有刻痕防爆,排气阀部件。

e保护系统:对澳门新葡萄京app进行保护过充过放过流短路。

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