爆炸類(lèi)型分析電池芯爆炸的類(lèi)形可歸納為外部短路、內(nèi)部短路、及過(guò)充三種。此處的外部系指電芯的外部,包含了電池組內(nèi)部絕緣設(shè)計(jì)不良等所引起的短路。 當(dāng)電芯外部發(fā)生短路,電子組件又未能切斷回路時(shí),電芯內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生高熱,造成部分電解液汽化,將電池外殼撐大。當(dāng)電池內(nèi)部溫度高到 135 攝氏度時(shí),質(zhì)量好的隔膜紙,會(huì)將細(xì)孔關(guān)閉,電化學(xué)反應(yīng)終止或近乎 終止,電流驟降,溫度也慢慢下降,進(jìn)而避免了爆炸發(fā)生。但是,細(xì)孔關(guān)閉率太差,或是細(xì)孔根本不會(huì)關(guān)閉 的隔膜紙,會(huì)讓電池溫度繼續(xù)升高,更多的電解液汽化,最后將電池外殼撐破,甚至將電池溫度提高到使材 料燃燒并爆炸。 內(nèi)部短路主要是因?yàn)殂~箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜,或是鋰原子的樹(shù)枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。
這些細(xì)小的針狀金屬,會(huì)造成微短路。由于,針很細(xì)有一定的電阻值,因此,電流不見(jiàn)得會(huì)很大。銅鋁箔毛刺系在生 產(chǎn)過(guò)程造成,可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電太快,多數(shù)可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來(lái)。而且,由于毛刺細(xì)小, 有時(shí)會(huì)被燒斷,使得電池又恢復(fù)正常。因此,因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機(jī)率不高。 這樣的說(shuō)法,可以從各電芯廠內(nèi)部都常有充電后不久,電壓就偏低的不良電池,但是卻鮮少發(fā)生爆炸事 件,得到統(tǒng)計(jì)上的支持。因此,內(nèi)部短路引發(fā)的爆炸,主要還是因?yàn)檫^(guò)充造成的。
因?yàn)?,過(guò)充后極片上到處 都是針狀鋰金屬結(jié)晶,刺穿點(diǎn)到處都是,到處都在發(fā)生微短路。因此,電池溫度會(huì)逐漸升高,最后高溫將電 解液氣體。這種情形,不論是溫度過(guò)高使材料燃燒爆炸,還是外殼先被撐破,使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈 氧化,都是爆炸收?qǐng)觥?但是過(guò)充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸,并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時(shí)。有可能電池溫度還未高到讓材料 燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時(shí),消費(fèi)者就終止充電,帶手機(jī)出門(mén)。這時(shí)眾多的微短路所產(chǎn)生的 熱,慢慢的將電池溫度提高,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,才發(fā)生爆炸。消費(fèi)者共同的描述都是拿起手機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)手機(jī)很 燙,扔掉后就爆炸。
綜合以上爆炸的類(lèi)型,我們可以將防爆重點(diǎn)放在 過(guò)充的防止、外部短路的防止、及提升電芯安全性三方面。其中過(guò)充防止及外部短路防止屬于電子防護(hù),與電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電池組裝有較大關(guān)系。電芯安全性提升 之重點(diǎn)為化學(xué)與機(jī)械防護(hù),與電池芯制造廠有較大關(guān)系。