リチウム電池の爆発の原因

1. 内部分極が大きい。
2. ポールピースが水を吸収し、電解液と反応して空気の膨張を引き起こします。
3. 電解液自体の品質や性能に問題がある。
4. 注入中に注入される液体の量がプロセス要件を満たしていません。
5. 組み立て工程中のレーザー溶接のシール性能が悪く、漏れテスト中に空気が漏れます。
6. 塵やポールピースの塵は、最初に微小短絡を引き起こします。
7. 正極と負極の磁極片は加工範囲よりも厚いため、シェルに入るのが困難です。
8. 液体の注入とシールの問題。鋼球のシール性能が低いため、空気の膨れが発生します。
9. 入ってくるシェル材料のシェル壁が厚すぎ、シェルの変形が厚さに影響を与えます。
10. 過度の外部周囲温度も爆発の主な原因です。
爆発タイプ
爆発の種類の分析 バッテリーセルの爆発の種類は、外部短絡、内部短絡、過充電の 3 種類に分類できます。ここでいう外部とは、電池セルの外側を指し、電池パック内部の絶縁設計不良による短絡も含みます。バッテリーセルの外側で短絡が発生し、電子部品が回路を遮断できなかった場合、バッテリーセル内で高熱が発生し、電解液の一部が蒸発してバッテリーシェルが膨張します。バッテリー内部の温度が摂氏135度に達すると、高品質の隔膜紙が細孔を閉じ、電気化学反応が終了するかほぼ終了し、電流が急激に低下し、温度がゆっくりと低下するため、爆発が回避されます。ただし、細孔の閉塞率が低すぎる場合、または隔膜紙の細孔がまったく閉まらない場合は、電池の温度が上昇し続け、電解液がさらに蒸発し、最終的には電池のシェルが破損し、電池さえも破損してしまいます。物質が燃えて爆発する点まで温度が上昇します。内部短絡は主に、銅箔やアルミ箔のバリがダイヤフラムを貫通するか、リチウム原子の樹枝状結晶がダイヤフラムを貫通することによって発生します。
これらの小さな針状の金属は微小短絡を引き起こします。針は非常に細く、一定の抵抗値があるため、電流はそれほど大きくない場合があります。銅箔やアルミ箔のバリは製造工程上で発生します。観察可能な現象は、バッテリーの液漏れが速すぎるということであり、そのほとんどはバッテリーセル工場または組立工場によって排除できます。また、バリが小さいため、場合によってはバリが焼き切れて正常に戻る場合があります。したがって、バリの微小ショートによる爆発の可能性は高くありません。この主張は、各バッテリー工場で充電直後は電圧が低く不良バッテリーが多く存在するが、爆発はほとんどないという事実によって統計的に裏付けることができます。したがって、内部短絡による爆発は主に過充電によって引き起こされます。
過充電後、電極は針状のリチウム金属結晶でいっぱいになり、いたるところに貫通点があり、あらゆるところで微小短絡が発生するためです。そのため、バッテリーの温度は徐々に上昇し、最終的には高温により電解液がガス化します。この場合、温度が高すぎて材料が燃えて爆発するか、それとも殻が最初に壊れて空気が入り、リチウム金属と激しく酸化するかにかかわらず、爆発に終わります。ただし、この過充電による内部短絡による爆発は、必ずしも充電時に起こるわけではありません。バッテリー温度が材料が燃えるほど高くなく、発生するガスがバッテリーシェルを破壊するほど高くない可能性があるため、消費者は充電をやめて携帯電話を取り出します。このとき、多数の微小短絡によって発生する熱によりバッテリーの温度が徐々に上昇し、一定時間後に爆発が起こります。消費者は、携帯電話を手に取ると非常に熱くなり、捨てた後に爆発したとよく言います。
上記の爆発の種類に基づいて、爆発防止の焦点は、過充電の防止、外部短絡の防止、およびバッテリーセルの安全性の向上の 3 つの側面に置くことができます。このうち、過充電や外部短絡の防止は電子保護に属し、電池システムの設計や電池の組み立てと密接に関係しています。バッテリーセルの安全性向上の焦点は化学的および機械的保護であり、これはバッテリーセルメーカーと密接に関係しています。