锂电池为什么有安全性问题
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1、内部短路是怎么构成的：锂离子电池的最大的风险是运用钴酸锂的锂离子电池在过充的情况下（乃至正常充放电时），锂离子在负极堆积构成枝晶，刺穿隔阂，构成内部短路。 2、 发作大电流：外部短路，内部短路将发作几百安培的过大电流 i. 外部短路时，因为外部负载过低，电池瞬间大电流放电。在内阻上耗费很多能量，发作巨大热量。 ii. 内部短路，首要原因是隔阂被穿透，内部构成大电流，温度上升导致隔阂熔化，短路面积扩展，从而构成恶性循环 |
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| 3、 气体是哪里来的：锂离子电池为到达单只电芯 3 － 4.2V 的高作业电压（镍氢和镍硌电池作业电压为 1.2V ，铅酸电池作业电压为 2V ），有必要采纳分化电压大于 2V 的有机电解液，而选用有机电解液在大电流，高温的条件下会被电解，电解发作气体，导致内部压力升高，严峻会打破壳体 4、 焚烧是怎么发作的：热量来源于大电流，一起在高电压（超越 5V ）情况下，正极锂的氧化物也会发作氧化反响，分出金属锂，在气体导致壳体决裂的情况下，与空气直触摸摸，导致焚烧，一起点燃电解液，发作剧烈火焰，气体急速胀大，发作爆破。 5、 聚合物电池是否会有安全性问题：聚合物电池与锂离子电池的差异在于电解液为胶状、半固态，锂离子电池电解液为液态。所以，聚合物电池可以运用软包装，在内部发作气体时，可以更早的打破壳体，避免气体集合过多，发作剧烈涨裂。但聚合物电池并没有从底子上处理安全性问题，相同运用钴酸锂和有机电解液，并且电解液为胶状，不易走漏，将会发作更强烈的焚烧，焚烧是聚合物电池安全性最大的问题。 |
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二、 怎么处理大容量锂电池的安全性问题
锂离子电池的安全性问题，并不是外围问题，而是一个根据资料技能的实质问题。
在资料技能上获得打破：
1、 挑选安全的正极资料，现在的正极有钴酸锂和锰酸锂两种量产的资料产品。钴酸锂在小电芯方面是很老练的系统，因为钴酸锂在分子结构方面（ LiCo ）的特色：充满电后，仍旧有很多的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上构成枝晶是选用钴酸锂资料的电池过充时必定的成果，乃至在正常充放电进程中，也有或许会有剩余的锂离子游离到负极构成枝晶。所以手机电池一再发作爆破事件，一方面是因为维护电路失效，但更重要的是在资料方面并没有底子的处理问题。一起钴酸锂的氧化性强，在 175 度时就会分化，壳体走漏，与空气触摸，发作焚烧、爆破。
2、 挑选锰酸锂资料，在分子结构方面确保了在满电状况，正极的锂离子现已彻底嵌入到负极炭孔中，从底子上避免了枝晶的发作。一起锰酸锂安定的结构，使其氧化功能远远低于钴酸锂，分化温度超越钴酸锂 100 度，即便因为外力发作内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也彻底可以避免了因为分出金属锂引发焚烧、爆破的风险。
3、 挑选热封闭功能好的隔阂，隔阂的效果是在阻隔电池正负极的一起，答应锂离子的经过。当温度升高时，在隔阂熔化前进行封闭，从而使内阻上升至 2000 欧姆，让内部反响停止下来。
4、 防爆阀：当内部压力或温度到达预置的规范时，防爆阀将翻开，开端进行卸压，以避免内部气体堆集过多，发作形变，终究导致壳体爆裂。
5、 维护电路：一般维护电路需起到避免过充电，过放电，超大电流的效果。首要原理是经过丈量每一只电芯的电压和总电流，操控开关电路进行整个回路的关断，在电路的规划上并没有过高的难度。但维护电路的规划是否合理，可靠性是否足够高，是检测出产厂商的才能。维护电路是根据大约数十个个电阻、电容，开关 MOS 管等电子元器件组成的 PCB 电路，各个元器件都存在失效的或许性。失效的维护电路会呈现开路或导通两种状况，当开路时会导致用户不能运用电池组，而导通的状况将会检测电芯抗过充的才能。
三、 用什么样的规范调查大容量锂电池的安全性
1、 过充实验
运用恒定电流继续给电芯充电，设定固定电压上限。电芯内部在负极上发作锂离子枝晶，刺穿隔阂是经过该实验最大的要挟。
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条件 |
环境温度 |
充电电流 |
实验进程 |
时刻要求 |
成果要求 |
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军工 |
按规范充满电后 |
20 ℃ ± 5 ℃ |
0.2C 5A |
直至维护电路起效果 |
无 |
不爆破、不焚烧 |
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轻工规范 QB/T25022000 |
彻底放电态的电池 |
20℃ ± 5℃ |
0.2C 5A |
可让维护电路起效果 |
12.5h |
不爆破、不焚烧 |
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04 科技部 863 电动车蓄电池 |
按规范充满电，放 1 小时后 |
20℃ ± 5℃ |
1C 1(A) |
电压到达 5.0V |
或充电 90min |
不爆破、不焚烧 |
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国家规范 GB/T 18287-2000 |
按规范充满电后 |
20℃ ± 5℃ |
3C 5 A |
上限电压 10V ， |
温度下降峰值 10 ℃ 后完毕实验 |
不爆破、不焚烧 |
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UL 规范 |
按规范充满电后 |
20℃ ± 5℃ |
以 注： C 为标称容量， I C 为测验电流 |
测验时刻不得少于 48h |
不爆破、不焚烧 |
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对应电流和时刻进行。 注：UL(Underwriters Laboratories)是一家产品安全测验和认证组织，对顾客来说UL便是安全标志的标志。全球，UL是制造厂商最值得信任的合格评价提供者之一。（摘自UL实验室中文网站）
2、 短路实验
用小电阻的导线直接衔接正负极，使电池构成超大电流回路，电池内部快速升温
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条件 |
环境温度 |
短路办法 |
外部电阻 |
时刻 |
成果要求 |
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军标 |
按规范充满电后的电池组 |
20 ℃ ± 5 ℃ |
用导线衔接正负极 |
≤ 50m Ω |
直至维护电路起效果 |
不爆破、不焚烧、可正常充放电 |
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轻工规范 QB/T2502-2000 |
按规范充满电后 |
20℃ ± 5℃ |
用导线衔接正负极 |
≤ 50m Ω |
6h 以上 |
不爆破、不焚烧 |
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2004 科技部 863 电动车蓄电池 |
按规范充满电 1 小时后 |
20℃ ± 5℃ |
用导线衔接正负极 |
≤ 10m Ω |
10min |
不漏液、不爆破或焚烧 |
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国家规范 GB/T 18287-2000 |
按规范充满电后 |
20℃ ± 5℃ |
用导线衔接正负极 |
≤ 50m Ω |
温度下降峰值 10 ℃ 后完毕实验 |
不爆破、不焚烧，外部温度不得高于 150℃ |
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UL 规范 |
按规范充满电后 |
60℃ ± 2℃ 20℃ ± 5℃ |
用导线衔接正负极 |
0.1 Ω |
直至温度下降挨近环境温度 |
不爆破、不焚烧，外壳温度不得高于 150℃ |
3、 针刺实验
用铁针笔直穿透电池，继续构成内部短路
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条件 |
环境温度 |
钢钉 |
实验进程 |
时刻要求 |
成果要求 |
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军工 |
按规范充满电后 |
20℃ ± 5℃ |
φ 3mm |
沿径向强力刺穿 |
无规则 |
不爆破、不焚烧 |
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轻工规范 QB/T2502-2000 |
按规范充满电后 |
20 ℃ ± 5 ℃ |
2.5 ～ 5mm |
中心与电极面笔直的方向穿透 |
放置 6 小时以上 |
不爆破、不焚烧 |
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2004 科技部 863 电动车蓄电池 |
按规范充满电后 |
20℃ ± 5℃ |
φ 3 ～ 8mm |
笔直于极板的方向敏捷贯穿 |
钢针停留在其间 |
不爆破、不焚烧 |
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UL 规范 |
按规范充满电后 |
20℃ ± 5℃ |
在电池的正面与旁边面，在 3ms 内以最小加速度 75g ，最大加速度 125 -175g 碰击电池 |
不爆破、不焚烧、排出物≤ 5g |
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4、 热冲击
把电芯放入高温箱中， 以规范规则的速度升温 ，继续的高温导致内部隔阂熔化，构成大面积内部短路
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条件 |
升温速率 |
上限温度 |
时刻要求 |
成果要求 |
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军工 |
按规范充满电后 |
电池组在温度（ -40 ℃ ± ２ ℃ ）与（ 70 ℃ ± ２ ℃ ）之间循环 4 次 , 并在各个温度环境中恒温 2 小时，温度替换移动的时刻不大于 1min ，然后在 25℃ 下坚持 2 小时 |
不变形、不开裂、不漏液、可正常充放电 |
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轻工规范 QB/T2502-2000 |
按规范充满电后 |
5 ℃ ± 1 ℃ |
130 ℃ |
60 min |
不爆破、不焚烧 |
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2004 科技部 863 电动车蓄电池 |
按规范充满电后 |
5 ± 2 ℃ |
70 ± 2 ℃ |
20min |
不漏液、不变形、不爆破或焚烧 |
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国家规范 GB/T 18287-2000 |
按规范充满电后 |
5℃ ± 2℃ |
150 ℃ ± 2℃ |
30 min |
不爆破、不焚烧 |
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UL 规范 |
按规范充满电后 |
5℃ ± 2℃ |
150 ℃ ± 2℃ |
10min |
不爆破、不焚烧 |
四、 怎么收购安全的锂电池
1、挑选运用锰酸锂资料的电池
2、 托付权威部门进行安全性的检测，进行现场检测
3、 展开长时刻、很多的安全测验，以检测维护电路、电芯的可靠性
4、 挑选有实力的供货商为合作伙伴
