Análisis de tipos de explosión de baterías de iones de litio

Hay tres tipos de explosión de celda de batería: cortocircuito externo, cortocircuito interno y sobrecarga. El exterior aquí se refiere al exterior de la celda, incluido el cortocircuito causado por un mal diseño de aislamiento interno del paquete de baterías.

Cuando hay un cortocircuito fuera de la celda y el componente electrónico no corta el circuito, se generará mucho calor dentro de la celda, lo que hará que parte del electrolito se vaporize y expanda la carcasa de la batería. Cuando la temperatura interna de la batería es tan alta como 135 ° C, el papel de diafragma de alta calidad cerrará los poros, terminará o casi terminará la reacción electroquímica, hará que la corriente caiga bruscamente y la temperatura baje lentamente, evitando así la explosión. Sin embargo, si la tasa de cierre de los poros es demasiado pobre, o si los poros no están cerrados en absoluto, la temperatura de la batería continuará aumentando, se vaporizará más electrolito y, finalmente, la carcasa de la batería se romperá, o incluso la temperatura de la batería se elevará para hacer que el material se queme y explote. El cortocircuito interno es causado principalmente por la rebaba de cobre y papel de aluminio que penetra en el diafragma, o el cristal dendrítico del átomo de litio que penetra en el diafragma. Estos pequeños metales como agujas causarán un micro cortocircuito. Debido a que la aguja es muy delgada y tiene un cierto valor de resistencia, la corriente no es necesariamente grande.

Las rebabas de papel de aluminio de cobre se producen durante el proceso de producción. El fenómeno observable es que la fuga de la batería es demasiado rápida, y la mayoría de ellos pueden ser filtrados por la fábrica de celdas o la fábrica de ensamblaje. Además, debido a que la rebaba es pequeña, a veces se quemará, haciendo que la batería vuelva a la normalidad. Por lo tanto, la probabilidad de explosión causada por el micro cortocircuito de la rebaba no es alta. Tal afirmación se puede ver en el hecho de que a menudo hay baterías malas con bajo voltaje poco después de la carga en cada fábrica de celdas, pero hay pocas explosiones, lo que se respalda estadísticamente. Por lo tanto, la explosión causada por un cortocircuito interno es causada principalmente por sobrecarga. Porque, después de la sobrecarga, los cristales de metal de litio como agujas están en todas partes en la pieza del polo, los puntos de punción están en todas partes y los micro cortocircuitos están ocurriendo en todas partes. Por lo tanto, la temperatura de la batería aumentará gradualmente y, finalmente, la alta temperatura causará gas electrolítico. En este caso, ya sea que el material se queme y explote debido a la alta temperatura, o que la carcasa se rompa primero, lo que hace que el aire entre y cause una oxidación feroz con el metal de litio, la explosión termina.

Sin embargo, la explosión causada por un cortocircuito interno causado por sobrecarga no ocurre necesariamente en el momento de la carga. Es posible que cuando la temperatura de la batería no sea lo suficientemente alta como para que el material se queme y el gas generado no sea suficiente para romper la carcasa de la batería, el consumidor deje de cargar y saque el teléfono móvil de la puerta. En este momento, el calor generado por numerosos micro cortocircuitos aumenta lentamente la temperatura de la batería. Después de un período de tiempo, se produce la explosión. La descripción común de los consumidores es que cuando levantan el teléfono móvil, lo encuentran muy caliente, y cuando lo tiran, explota.

Basándonos en los tipos de explosión anteriores, podemos centrarnos en la prevención de la sobrecarga, la prevención del cortocircuito externo y la mejora de la seguridad de la célula. Entre ellos, la prevención de sobrecargas y la prevención de cortocircuitos externos pertenecen a la protección electrónica, que tiene una gran relación con el diseño del sistema de baterías y el ensamblaje de baterías. La clave para mejorar la seguridad de las celdas de batería es la protección química y mecánica, que está estrechamente relacionada con el fabricante de celdas de batería.