锂电池膨胀:原因、预防和安全解决方案

锂电池膨胀:原因、预防和安全解决方案

首页 » 公司新闻 » 电池知识 » 锂电池鼓包的原因及处理方法?

目录

隐藏

1.

锂电池为什么会膨胀?

2.

容易发生膨胀的锂电池类型

3.

如何检测锂电池膨胀?

4.

膨胀的电池危险吗?

5.

如何防止锂离子电池膨胀?

6.

锂电池鼓包了怎么办?

7.

关于锂电池膨胀的常见问题

锂电池鼓胀是电池内部发生化学反应产生气体的常见问题。过度充电、物理变形和极端高温是导致锂电池鼓胀的主要因素。电池鼓胀会带来安全隐患和环境污染,因此妥善处理并及时更换至关重要。

关键精华

极冷、炎热和潮湿的地方、过度充电、物理变形、制造缺陷、电池老化和故障都是导致锂离子电池膨胀的原因。

采用智能BMS和浸入式冷却技术,可防止锂电池膨胀。使用认证充电器、定期检查和良好的充电习惯至关重要。

膨胀的锂电池会对环境和人体造成危害。请遵循正确的处理和回收程序,以降低风险。

锂电池为什么会膨胀?

锂电池鼓胀是由于电芯内部产生气体或压力异常升高造成的。过度充电、过热或潮湿的环境条件、制造缺陷以及电池结构老化是导致电池鼓胀的重要因素。

过度充电和物理变形

1、长期过充,使电池内阻增大,极板膨胀不均匀,导致内部高温,产生气体。

2. 外部碰撞导致电池变形。刺穿、挤压、折弯等外部因素会导致极片变形、隔膜损坏,造成短路,发热并产生气体,引发电池鼓包。

湿度和极端温度

1. 将电池存放在潮湿的环境中。这会导致湿气渗入电池并与电解液发生化学反应,腐蚀电极材料,使电池容易膨胀。

2.高温影响电池稳定性。过热会使电池化合物活性增加,加速电池老化,产生气体,导致锂电池膨胀。

3. 低温会使电解液粘度增大,锂离子运动速度减慢,导致锂金属析出在负极表面,并与电解液发生反应,产生气体。

制造缺陷

1. 电极涂层不均匀。这会导致电池内部局部电流密度不一致。高电流密度区域会产生更多热量,导致局部过热和锂离子电池膨胀。

2. 电解液注入不准确。过多的电解液会溢出电池内部。在充电和放电过程中,产生的气体无法正常扩散,导致内部压力升高并膨胀。

3、电池密封性差。空气中的氧气和水分与电极材料、电解液发生化学反应,造成电池组膨胀。

电池结构老化或故障

1. 电极和电解液老化。电极材料损耗、电解液劣化、活性物质的劣化,导致电池容量下降,造成气体积聚,电池膨胀。

2. 电池管理系统 (BMS) 故障。BMS 负责监控电池的充放电状态。一旦发生故障,就无法准确控制充电电压和电流,从而导致过度充电并加速电池膨胀。

容易发生膨胀的锂电池类型

根据现有研究和实际应用数据,锂电池膨胀问题与电池类型和材料特性密切相关。

锂电池膨胀风险比较

不同的锂电池包装结构,其膨胀风险存在明显差异:

电池类型用于包装的材料膨胀率典型应用软包电池铝塑膜最高(高达 15%)消费电子产品、部分动力电池圆柱形电池钢/铝外壳中(5-8%)电动工具、部分电动车方形电池铝合金最低(3-5%)动力电池、储能系统

软包电芯采用铝塑膜封装,抗压性能最弱,充放电过程中产生的内压容易导致外壳膨胀,最容易发生鼓包。而金属外壳的方形电芯能够有效抵御内压,鼓包风险最低。

影响锂离子电池膨胀的材料特性

锂电池的膨胀趋势与其材料特性密切相关。阳极和阴极材料以及电解质都会显著影响膨胀行为和气体产生。

分类课程教材膨胀率肿胀风险/注意事项阳极石墨〜10%稳定、广泛使用硅基截至300%极高的肿胀风险钛酸锂(LTO)几乎没有非常稳定,但能量密度低阴极NCM811(三元)6-8%中度肿胀LFP(磷酸铁锂)3-5%高温下分解,释放气体LCO(锂钴氧化物)〜5%高度稳定,抗膨胀电解液六氟磷酸锂 - 高温下分解,释放气体氟硅酸锂 - 高温下分解,释放气体

这些材料特性的组合决定了电池膨胀的倾向,其中硅阳极和 LiPF6 电解质是特别高风险的组合。

如何检测锂电池膨胀?

外观检验

直接观察。检查电池外壳是否有明显的凸起、变形或损坏,尤其要注意边缘、连接器和表面。外壳局部凸起是电池膨胀的迹象。

间隙变化。检查电池与设备连接处的间隙是否增大,或是否存在因电池膨胀而导致的异常松动或翘曲。

触觉测试

按压测试:轻按电池表面,如果感觉到有肿块、凹凸不平或发出沙沙声,则表明内部极板断裂或气体积聚。请注意锂离子电池鼓包的风险。

温度感应。异常加热可能表明内部化学反应失控,从而导致锂离子电池膨胀的风险。

设备性能下降

电池寿命突然下降。如果电池寿命突然下降超过 30%,或者充满电后闲置一小时电压下降超过 10%,则电池内部结构可能会受损,从而存在鼓胀风险。

充电异常:充电速度慢、充电时发热严重、充电接口松动、接触不良等都可能与电池鼓包有关。

膨胀的电池危险吗?

火灾和爆炸风险

膨胀的锂电池容易发生爆炸和火灾。它们承受着巨大的压力,导致外壳破裂,泄漏易燃物质。它们在接触火焰或 高温此外,它们还存在内部短路风险,进一步加剧了爆炸危险。

设备性能下降和损坏

电池容量下降、寿命缩短、充电效率下降是锂电池膨胀对设备性能的负面影响。对于无人机来说,膨胀的锂电池会挤压并损坏电池仓结构,降低飞行稳定性和续航时间,危及安全。

健康和环境危害

膨胀的电池会产生有害气体,对健康构成威胁。吸入这些气体的人可能会感到头晕、呼吸困难,从而损害呼吸系统和消化系统。膨胀电池泄漏的电解液具有腐蚀性,接触皮肤会导致灼伤。

锂电池鼓包会带来环境问题。鼓包的锂离子电池中泄漏的电解液具有腐蚀性和毒性,会污染土壤和水源。电池中的钴、镍等重金属元素在自然界中难以降解,会导致土壤肥力下降和水体富营养化。为了最大限度地降低上述风险,将这些鼓包的电池送到专业的回收中心进行处理是明智之举。

我们致力于在整个生产过程中实现可持续发展。访问 可持续性 CM Batteries 探索更详细的信息。

如何预防肿胀 锂离子电池?

采取适当的措施防止锂电池膨胀,不仅可以保证设备的安全运行,还可以防止电解液和重金属对环境的污染。

防止锂电池膨胀的先进技术

一些先进的技术通过实时监测状态和自动控制温度,在防止锂离子电池膨胀方面发挥着关键作用。

1. 智能电池管理系统:定制锂离子电池组与 BMS 集成,实时监控电压、温度和内阻,切断过度充电和异常电流,防止电池内部化学反应不平衡。

2. 浸入式冷却技术.是一种增强锂电池组热管理能力的创新散热方式。

3. LiPo电池单元具有PCB保护板,可防止过充,过流和短路,监控和切断异常电流和电压,并提供一定的温度保护。

预防锂离子电池的最佳实践 电池膨胀

1. 避免过度充电。设备一直插着电源对电池健康有害。事实上,长时间让电池充满电会加速电池老化。使用过程中,请将电池电量保持在 20% 至 80% 之间。

2. 请勿将电池置于高温环境中。避免阳光直射。电池对高温敏感,高温会缩短电池寿命。

3. 选择合格的充电器。不匹配或质量差的充电器输出电压不稳定,会损坏电池。 选择定制充电器 来自制造商的保证至关重要。

4. 定期检查。异常气味、过热和续航时间缩短都是锂离子电池膨胀的迹象。及早发现并处理可以降低风险。

锂电池鼓包了怎么办?

尽快处理膨胀的锂离子电池至关重要。以下是处理该问题的分步指南。

处理锂离子电池膨胀的分步指南

步骤1. 移除前的准备

停止为膨胀的锂电池充电。其内部结构可能受损。继续使用会导致短路,增加风险。

佩戴橡胶手套和护目镜以确保安全。避免皮肤直接接触电池,以防止泄漏和腐蚀。

将膨胀后的锂电池放置在通风干燥的环境中,避免暴露在高温下。

Step2. 移除时要小心

取出电池并将其放入绝缘容器中。

保持轻柔,避免挤压或碰撞电池。

步骤3. 拆除后正确回收

请勿随意丢弃,请联系当地环保部门或电子垃圾回收中心进行处理。

处理膨胀锂电池的安全警告

1. 避免挤压和撞击。挤压膨胀的锂电池会导致内部短路,瞬间释放大量能量,并可能引发爆炸。

2. 请勿加热膨胀的锂电池。高温会加速电池内部的化学反应,使其极易燃烧。

3. 切勿自行拆卸膨胀电池。电池内部的化学物质会与空气发生剧烈反应,造成非常危险的情况。

关于锂电池膨胀的常见问题

鼓起来的电池能用多久?

由于鼓胀时间受多种因素影响,因此无法准确预测。鼓胀的锂电池存在安全隐患,可能在数小时至数天内造成进一步损坏,例如内部短路、电解液泄漏,甚至起火爆炸。因此,如果发现锂电池鼓胀,应立即停止使用并按照安全规定进行处理。切勿继续使用或尝试修复。

膨胀的锂电池是什么样子的?

第一,电池外壳鼓包。电池外壳出现明显鼓包或鼓起,呈圆形或椭圆形。第二,电池棱角钝化。普通电池棱角尖锐,鼓包的电池容易变圆。第三,电池表面凹凸不平。鼓包的电池表面出现裂纹或破损。第四,电池充电接口松动、变形或间隙增大。

锂电池鼓包了该如何处理?

膨胀的锂电池存在安全隐患,需要小心处理。首先,请停止使用膨胀的锂电池。其次,请勿自行拆卸或丢弃电池。膨胀电池的内部化学反应不稳定,拆卸电池非常危险。请勿将其与普通垃圾一起丢弃,以免造成环境污染。第三,请联系当地的电池回收中心、电子垃圾回收中心或指定的社区垃圾回收点。

如何修复膨胀的锂电池?

不建议维修,因为锂电池鼓包存在安全隐患。鼓包会损坏锂电池内部结构,继续使用会导致爆炸、起火或电解液泄漏,危及人身安全。建议更换新电池,并将废旧电池交由电池回收机构处理,以确保安全。

如何暂时存放膨胀的锂电池?

短期存放时,请将膨胀的电池单独存放在干燥、通风良好的区域,远离易燃材料和高温环境。用绝缘胶带包裹电池连接器,以防止短路。避免挤压或撞击电池,以防破裂。

如果不插电,膨胀的电池会爆炸吗?

是的,由于结构损坏,膨胀的锂离子电池仍然存在爆炸的风险。挤压、撞击、温度变化和短路都会加速电池化学反应,产生更多气体,最终导致爆炸。破裂的电池外壳漏出的电解液与空气接触时,可能会产生腐蚀性气体,增加爆炸的可能性。

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