鋰離子電池為何會(huì)爆炸？

為了理解鋰離子電池的原理，我們可以理解鋰離子電池爆炸的原因。

1.過(guò)充導(dǎo)致放出的鋰過(guò)多，負(fù)極容量不足，充電時(shí)出現(xiàn)的鋰就無(wú)法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中，會(huì)在負(fù)極表面形成金屬鋰。長(zhǎng)期以來(lái)，鋰分子將從負(fù)表面層向鋰離子電池生長(zhǎng)網(wǎng)狀晶體結(jié)構(gòu)。這種鋰金屬晶體會(huì)穿過(guò)膜片，導(dǎo)致正負(fù)短路故障。有時(shí)充電電池在短路故障發(fā)生之前爆炸，因?yàn)殇囯x子電池電解液等原材料會(huì)破壞蒸汽，導(dǎo)致電池套管或壓力閥爆裂，允許二氧化碳與沉積在負(fù)表面層的鋰原子發(fā)生反應(yīng)，然后爆炸。

2.當(dāng)電池充電時(shí)，電流限制也是必要的。當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，鋰離子電池不能趕上層間結(jié)構(gòu)，會(huì)聚集在陰極材料的表面層。這種鋰離子電池會(huì)在原材料表面出現(xiàn)鋰離子晶體，就像過(guò)度充電相同，會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)因素。

因此，一般在鋰離子電池組，除了鋰離子電池，還有一個(gè)鋰離子電池保護(hù)板，俗稱(chēng)bms（電池管理系統(tǒng)），中文名稱(chēng)是充電電池智能管理系統(tǒng)。它可以根據(jù)鋰電源的工作電壓、電流和溫度信息含量，在發(fā)生干擾的情況下，對(duì)鋰電源進(jìn)行檢測(cè)。

無(wú)論是純電動(dòng)汽車(chē)還是電動(dòng)汽車(chē)，鋰離子安全事故都不新鮮。在舊的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)期，電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)有了少量的鋰離子應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)生了許多安全事故，關(guān)鍵原因是鋰離子電池芯不穩(wěn)定，封裝加工技術(shù)不成熟，對(duì)鋰離子應(yīng)用習(xí)慣知之甚少。隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)期鋰離子使用量的新增，假如不采取一些對(duì)策，安全事故發(fā)生的可能性很大。

鋰離子電池安全的措施

1.安全措施一：會(huì)在負(fù)極表面形成金屬鋰。

現(xiàn)在我國(guó)的鋰離子制造水平仍然沒(méi)有韓國(guó)那么高，日本的一致精度，鋰離子核本身就有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，假如只有純硬件配置的bms板進(jìn)行維護(hù)，這樣的電子元件就有無(wú)效的概率，一旦bms無(wú)效，就不可防止地導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故。

解決方法是新增遠(yuǎn)程控制傳輸數(shù)據(jù)控制模塊，完成所有重要電氣設(shè)備元件的數(shù)據(jù)互連，其中鋰離子電池充電數(shù)據(jù)信息。根據(jù)公司的數(shù)據(jù)信息監(jiān)控管理平臺(tái)，預(yù)測(cè)電池故障模式、預(yù)特種戶(hù)及方便的服務(wù)項(xiàng)目、萌芽期的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.安全措施二：改良結(jié)構(gòu)，提升鋰離子電池安全性

與純電動(dòng)汽車(chē)相比，鋰離子在電動(dòng)汽車(chē)中的應(yīng)用更加極端。整車(chē)具有較差的防震性能；實(shí)時(shí)道路條件復(fù)雜；車(chē)輛經(jīng)常放在房間外面，充電電池會(huì)立即暴露，通過(guò)輕輕吹拂，陽(yáng)光、雨水。

自行設(shè)計(jì)的尾礦設(shè)計(jì)方法采用密封式透氣干、防滲水、防水氣體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部加入高傳熱系數(shù)硅橡膠。另外，還保證了所有的鋰離子電池在平均溫度中間，以確保鋰離子電池的一致性，從而提高整個(gè)電池的使用壽命。

3.安全防范措施三：雙向握手識(shí)別電路，確保電池不亂用

電動(dòng)汽車(chē)在銷(xiāo)售市場(chǎng)的基礎(chǔ)是一種直接連接放電方法，方便用戶(hù)使用電池。假如鋰被用作鉛酸蓄電池的汽車(chē)，也就是說(shuō)，鉛在鋰市場(chǎng)上銷(xiāo)售；或者作為試運(yùn)行的寶庫(kù)，用于鉛酸蓄電池的循環(huán)試驗(yàn)；還將繼續(xù)有維修人員使用鉛酸蓄電池控制板或充電頭來(lái)取代鋰電動(dòng)汽車(chē)控制板和充電頭。這是鉛酸電池的壞習(xí)慣。一旦鋰被用于鉛酸蓄電池汽車(chē)，由于鉛酸蓄電池控制板具有防蓄電池充電，且不符合鋰蓄電池低壓保護(hù)點(diǎn)會(huì)造成安全風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)應(yīng)的措施是，在鋰離子電池板和控制板的中間，在bms板和充電頭之前，提出了雙波識(shí)別電源電路，假如鋰離子電池互不匹配，充電控制電路將被關(guān)閉。

4.鋰離子電池安全預(yù)防措施四：PGR電機(jī)防止鋰離子電池反充電

電阻抗充電，關(guān)于鉛酸蓄電池是一個(gè)很好的興趣點(diǎn)，但關(guān)于鋰離子，它變成了一個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

鋰離子電池反充電有什么危害？詳細(xì)介紹了鋰離子電池充電的基本原理，即鋰離子電池正在從正常階段滑動(dòng)，從膜片和鋰離子電池電解液向負(fù)級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的高純石墨過(guò)渡的全過(guò)程。假如鋰離子電池的轉(zhuǎn)移速率不夠快，轉(zhuǎn)移總數(shù)過(guò)高，則會(huì)停留在負(fù)表面層，出現(xiàn)鋰樹(shù)枝晶。影響鋰離子電池轉(zhuǎn)移總數(shù)和轉(zhuǎn)移速率的重要因素是工作溫度和電流大小。

雖然所有的鋰離子汽車(chē)都取消了單車(chē)效應(yīng)，但在整個(gè)下坡運(yùn)行過(guò)程中仍然存在反向充電電流。當(dāng)電機(jī)額定功率超過(guò)額定轉(zhuǎn)速比時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)工作電壓將高于電池電壓，動(dòng)能將倒流回充電電池，整車(chē)下降速度越快，磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越高，反向電流越大。

特別是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車(chē)最大時(shí)速限制為25km/h時(shí)，下坡段的滑動(dòng)速率將超過(guò)25km/h時(shí)速，反向電流大，尤其是在寒冷的冬季，鋰離子電池電解質(zhì)的電導(dǎo)率降低，鋰離子電池的傳輸速率降低，負(fù)面層金屬材料鋰枝晶更易發(fā)生變化，橫隔膜更易出現(xiàn)，輕度刺入電池體積下降，電池壽命加快下降，重則出現(xiàn)大面積短路發(fā)熱，最終失控爆炸燃燒。