Ursachen der Explosion einer Lithiumbatterie

1. Große interne Polarisation;
2. Das Polstück absorbiert Wasser und reagiert mit dem Elektrolyten, wodurch sich Luft ausbeulen kann.
3. Probleme mit der Qualität und Leistung des Elektrolyten selbst;
4. Die während der Injektion eingespritzte Flüssigkeitsmenge entspricht nicht den Prozessanforderungen.
5. Die Dichtleistung des Laserschweißens während des Montageprozesses ist schlecht und es kommt zu Luftlecks während der Dichtheitsprüfung.
6. Staub und Polstückstaub sind die ersten, die Mikrokurzschlüsse verursachen;
7. Die positiven und negativen Polstücke sind dicker als der Prozessbereich, was das Eindringen in die Hülle erschwert.
8. Flüssigkeitsinjektions- und Dichtungsprobleme; schlechte Dichtungsleistung von Stahlkugeln führt zu Luftausbeulungen;
9. Die Schalenwand des eingehenden Schalenmaterials ist zu dick und die Schalenverformung beeinflusst die Dicke;
10. Eine zu hohe äußere Umgebungstemperatur ist auch die Hauptursache für die Explosion.
Explosionstyp
Analyse des Explosionstyps Die Arten von Batteriezellenexplosionen lassen sich in drei Typen zusammenfassen: externer Kurzschluss, interner Kurzschluss und Überladung. Der Begriff „extern“ bezieht sich hier auf die Außenseite der Batteriezelle, einschließlich Kurzschlüssen, die durch eine schlechte Isolationskonstruktion innerhalb des Batteriepakets verursacht werden. Wenn außerhalb der Batteriezelle ein Kurzschluss auftritt und die elektronischen Komponenten den Stromkreis nicht unterbrechen können, entsteht im Inneren der Batteriezelle große Hitze, wodurch ein Teil des Elektrolyten verdampft und die Batteriehülle sich ausdehnt. Wenn die Temperatur im Inneren der Batterie 135 Grad Celsius erreicht, schließt ein hochwertiges Membranpapier die Poren, die elektrochemische Reaktion wird beendet oder fast beendet, der Strom fällt stark ab und die Temperatur sinkt langsam, wodurch eine Explosion vermieden wird. Wenn jedoch die Porenschließrate zu schlecht ist oder die Poren des Membranpapiers überhaupt nicht geschlossen sind, steigt die Batterietemperatur weiter an, mehr Elektrolyt verdampft und schließlich wird das Batteriegehäuse und sogar die Batterie zerbrochen Die Temperatur wird so weit erhöht, dass das Material brennt und explodiert. Interne Kurzschlüsse werden hauptsächlich durch Grate auf Kupfer- und Aluminiumfolien verursacht, die das Diaphragma durchdringen, oder durch Dendriten von Lithiumatomen, die das Diaphragma durchdringen.
Diese winzigen nadelförmigen Metalle verursachen Mikrokurzschlüsse. Da die Nadeln sehr dünn sind und einen bestimmten Widerstandswert haben, ist der Strom möglicherweise nicht sehr groß. Die Grate auf Kupfer- und Aluminiumfolien entstehen durch den Produktionsprozess. Das zu beobachtende Phänomen ist, dass die Batterie zu schnell ausläuft und die meisten davon von der Batteriezellenfabrik oder dem Montagewerk ausgesiebt werden können. Da die Grate außerdem klein sind, können sie manchmal abbrennen, so dass die Batterie wieder in den Normalzustand zurückkehrt. Daher ist die Wahrscheinlichkeit einer Explosion, die durch einen Mikrokurzschluss verursacht wird, nicht hoch. Statistisch lässt sich diese Aussage dadurch untermauern, dass es in jeder Batteriefabrik häufig kurz nach dem Laden defekte Batterien mit niedriger Spannung gibt, es aber kaum zu Explosionen kommt. Daher wird die durch einen internen Kurzschluss verursachte Explosion hauptsächlich durch Überladung verursacht.
Denn nach dem Überladen ist die Elektrode voller nadelförmiger Lithiummetallkristalle, es gibt überall Einstichstellen und überall kommt es zu Mikrokurzschlüssen. Daher steigt die Batterietemperatur allmählich an und schließlich führt die hohe Temperatur zu einer Vergasung des Elektrolyten. In diesem Fall kommt es zu einer Explosion, unabhängig davon, ob die Temperatur zu hoch ist, um das Material zu verbrennen und zu explodieren, oder ob die Hülle zuerst zerbricht, wodurch Luft eindringt und heftig mit Lithiummetall oxidiert. Diese Explosion, die durch einen internen Kurzschluss aufgrund von Überladung verursacht wird, tritt jedoch nicht unbedingt zum Zeitpunkt des Ladevorgangs auf. Es ist möglich, dass die Batterietemperatur nicht hoch genug ist, um das Material zu verbrennen, und das erzeugte Gas nicht ausreicht, um die Batteriehülle zu zerbrechen, sodass Verbraucher den Ladevorgang abbrechen und das Telefon herausnehmen. Zu diesem Zeitpunkt erhöht die durch zahlreiche Mikrokurzschlüsse erzeugte Wärme langsam die Batterietemperatur und nach einiger Zeit kommt es zur Explosion. Verbraucher beschreiben oft, dass sie ihre Telefone sehr heiß finden, wenn sie sie in die Hand nehmen, und dass sie explodieren, wenn sie sie wegwerfen.
Ausgehend von den oben genannten Explosionsarten kann der Schwerpunkt des Explosionsschutzes auf drei Aspekte gelegt werden: Vermeidung von Überladung, Vermeidung äußerer Kurzschlüsse und Verbesserung der Batteriezellsicherheit. Dazu gehört die Verhinderung von Überladung und externen Kurzschlüssen zum elektronischen Schutz, der eng mit dem Batteriesystemdesign und der Batteriemontage zusammenhängt. Der Schwerpunkt bei der Verbesserung der Batteriezellensicherheit liegt auf dem chemischen und mechanischen Schutz, der eng mit den Batteriezellenherstellern verbunden ist.