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锂离子电池故障时产生气体的机理及有哪些成分?2

 

 

 

2、锂离子电池为什么会产生气体?电因素触发时气体产生的机理(原理)
接下来我们就来说一下,当触发因素是电因素时,锂离子电池会产生气体的原因。电气触发因素包括电池过度充电或过度放电。尤其是,过度充电往往比过度放电更加危险,而采用普通钴酸锂作为正极活性物质、石墨作为负极活性物质的电池不仅会产生气体,而且还会发生爆炸或着火的情况。
如果电池系统出现故障并且每个电池失去平衡,或者使用不兼容的充电器,则可能会发生过度充电。发生过充电时,正极电位升高,超过电解液的电位窗口时,电解液氧化分解,引起发热,在该氧化分解过程中也会产生气体。
电池温度开始逐渐升高,当温度达到70℃左右时,隔膜逐渐开始收缩。然后,电极末端的隔膜消失,导致微短路。然后,除了电解质的氧化分解之外,还会产生热量,并且隔膜收缩的速度增加(从100℃左右开始)。
如机械因素引起的触发,则负极与电解液的反应(140℃左右起)、电解液本身的分解反应、正极与电解液的反应、短路时产生火花,正极的晶体结构会相继发生各种放热反应,例如由于衰变释放出氧气而发生氧燃烧反应。    
气体的产生是这些反应的副反应。此外,电因素往往比机械因素导致电解液的分解进行得更快,并且常常产生大量的气体。
在电学因素方面,没有晶体结构塌陷时释放氧气的钴酸锂(正极材料),而是晶体结构和热稳定性更高的锰酸锂,以及磷酸铁锂(正极材料) ,具有更高的晶体结构和更高的热稳定性),安全性大大提高,气体成分和气体产生量更接近电池的安全方向。与机械因素类似,即使采用上述材料,如果由于材料选择或结构等原因导致电池散热不良,也可能出现大量气体逸出的情况。
一般用户为了避免这种电气因素,特别是锂离子电池因过度充电而产生气体,不要使用与其不兼容的充电器,不要将新旧电池混用,否则你可能会意想不到地忽略了这些内容。请仔细阅读使用说明书,并小心操作。
如果锂离子电池变热(例如超过 60 摄氏度)、肿胀或潮湿,请立即联系购买地点或制造商,这一点也很重要。在某些情况下,这不仅会导致气体产生,还会导致热失控、破裂和火灾。

发布时间:2024/4/18 10:17:44 查看:107次

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