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电池检测
2016年4月08日
      所有的锂离子电池,包括:聚合物锂离子电池,磷酸铁锂电池等等,都非常害怕电池内部短路、电池外部短路、过充这些情况。因为,锂的化学性质非常活跃,很容易燃烧,当电池放电、充电时,电池内部会持续升温,活化过程中所产生的气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度,如外壳有伤痕,即会破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。
      下面我们使用美盛R系列动态热像温度流分析系统对聚合物电池在过压、高温加热、以及电芯短路进行研究分析。其采用全像素温度流格式,可以精确捕捉电池试验中每一个细节的发生,实时显示电池的动态红外图像、任意区域的实时温度变化趋势曲线、同时可连续存储全像素的温度流数据。

      1、电池被严重过充,锂离子电芯的化学系统决定了当电芯被过充电后,电芯内部的LiCoO2变成Co3O4, Co3O4是很强的氧化剂,可与电解质反应产生气体(O2)。氧气继续与电解质反应产生水(H2O),水又可继续与Li、电解质反应, 如此电芯内部会产生热量与大量的气体, 这种反应会随着电压的不断升高而加剧,一般来讲,电芯电压超过4.2V时,即有这种反应发生,电芯电压达到接近5V时,随着电芯内部温度的升高及气体压力作用,大部分电芯会由于内部短路等原因发生燃烧(聚合物电芯)或爆炸(液态硬包装)。

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      2、电芯被高温加热, 当电芯被高温加热时,电解液会汽化同时还会分解,电芯内部压力增大,电芯内部的隔离膜可能熔解导致电芯内部短路引起燃烧, 同时阴极材料在充满电时,在一定温度下,会发生自催化反应,出现燃烧。电芯电压越高,抗高温的时间就越短。

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      3、电芯被短路,电芯在满充状态下,被突然短路,此极有可能引起电芯出现安全事故, 短路有两种情况:
      1) 电芯外部短路, 对于液态硬包装电芯,由于电芯温度升高,内部电解液分解及汽化,可能导致电芯内部压力太大而出现爆炸,同时部分电芯由于其他各种原因,内部压力原本已经很大,在短路高温的作用下,电芯也可能爆炸。 对于软包装的电芯,在外短路的作用下,将会鼓胀,或裂开。一般不会出现燃烧现象。

      2)电芯内部短路, 电芯在满充电状态下,由于各种原因,电芯内部的阴阳极短路时,温度剧烈升高,引发电芯内部产生剧烈反应,此时,如是硬壳包装的电芯将出现爆炸,而聚合物软包装的电芯将出现燃烧现象。

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      目前国内的聚合物电池多数仅仅是软包电池,采用铝塑膜做外壳,但电解液并没有改变。这种电池同样可以薄型化,其低温放电特性比聚合物电池更好,而材料能量密度则与液态锂电池、普通聚合物电池基本一致,但因为使用了铝塑膜,因此比普通液态锂电更轻。安全方面,当液体刚沸腾时软包电池的铝塑膜会自然鼓包或破裂,但不会爆炸。须注意的是,新型电池依然可能燃烧或膨胀裂开,安全方面并非万无一失。所以大家在使用各种锂离子电池时候,一定要注意安全。
文章关键字: 电池检测 红外热像仪 美盛

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