鋰電池是依靠鋰原子在正極和負(fù)極之間擺動(dòng)來(lái)充電和放電的,從1991年索尼公司發(fā)明18650電池開(kāi)始,鋰電池在我們生活中變得越來(lái)越重要,最初在攝像機(jī)上應(yīng)用,后逐步擴(kuò)大到筆記本電腦、手機(jī)、電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能系統(tǒng)中。由于其能量密度高,在這個(gè)過(guò)程中,多起不同程度的安全性事故接連發(fā)生。
鋰離子電池安全問(wèn)題為何頻發(fā)?據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2018年我國(guó)發(fā)生電動(dòng)汽車起火事件40余起,包括多個(gè)品牌的乘用車和動(dòng)力電池。新能源汽車及動(dòng)力電池安全備受質(zhì)疑。現(xiàn)在電動(dòng)汽車使用的鋰電池主要有磷酸鐵和三元材料兩種,前者安全性更好,而后者能量密度、低溫性能更好。鋰電池在使用時(shí)可能會(huì)由于高溫、穿刺、過(guò)充、短路等原因造成熱失控而爆炸。熱失控是電池正極跟電解質(zhì)的燃燒反應(yīng),鋰電池的特性決定了發(fā)展電動(dòng)汽車要格外關(guān)注鋰電池的安全性問(wèn)題。
什么是熱失控?當(dāng)電池的溫度達(dá)到某一溫度時(shí),電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng),產(chǎn)生大量的熱,這種情況已經(jīng)無(wú)法人為管控,就跟原子彈一樣,到了某個(gè)極限就馬上爆炸,業(yè)內(nèi)把這種反應(yīng)稱為熱失控反應(yīng)。
引發(fā)熱失控的原因及鋰電池的安全防范。
一是電池外部因素。如果電池所處的環(huán)境溫度過(guò)高,電池散熱不好,或者內(nèi)部卷得不好,導(dǎo)致電池散熱不通暢。此外,還有一種情況需要企業(yè)特別注意,就是電池脊柱有時(shí)候能把熱引進(jìn)去,電池的金屬脊柱有銅的,有鋁的,導(dǎo)熱性都比較好,電路中有某些高熱源的元器件,一定要離電池脊柱遠(yuǎn)一些,讓熱量充分發(fā)揮。通過(guò)X射線檢測(cè)可以對(duì)鋰電池內(nèi)部的卷繞對(duì)齊度,元器件的排列間隙等獲得清晰地成像,有助于企業(yè)確保鋰電池出廠前的安全。
二是電池內(nèi)部因素。一是微短路,微短路有兩種情況,一種是電池工藝中的短路,包括毛刺;另一種是使用過(guò)程中的短路,這些都會(huì)引起微短路,導(dǎo)致電池局部溫度高于熱失控溫度,從而產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象。鋰電池生產(chǎn)工藝中的短路可以通過(guò)X射線檢測(cè),通過(guò)它的高清成像,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的缺陷。二是電池過(guò)充電,過(guò)充以后會(huì)降低材料的熱失控溫度電池在使用中后期的容量已經(jīng)衰減了,這時(shí)電池本身就已經(jīng)處于過(guò)充狀態(tài),熱失控溫度自然會(huì)下降。三是電解質(zhì)用量,如果用量過(guò)多,爆炸的危害性會(huì)很大,火焰噴得很高很遠(yuǎn),所以要嚴(yán)格控制電解質(zhì)用量。
通過(guò)鋰電池X射線檢測(cè)可以減少生產(chǎn)過(guò)程中電池內(nèi)部的缺陷,從而降低電池發(fā)生安全事故的幾率。日聯(lián)科技(UNICOMP)鋰電池智能X-ray檢測(cè)設(shè)備廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、圓柱、軟包、方殼、疊片等各種類型的鋰電池檢測(cè)。日聯(lián)科技的鋰電池檢測(cè)設(shè)備具有軟件自動(dòng)判定的功能,可以提高產(chǎn)品的一致性和保障產(chǎn)品的質(zhì)量,全自動(dòng)化作業(yè),減少人力,降低生產(chǎn)成本,可以成為各大鋰電池廠商有效的工藝檢測(cè)工具。
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