锂电池燃烧猛烈的原因主要有两方面。
首先,锂电池内部含有大量有机电解质,这种物质易燃易爆。当电池受到外部刺激如高温、穿刺等,电解质可能泄漏并与空气中的氧气发生反应,导致燃烧或爆炸。
其次,锂电池内部的正负极材料在短路或过度充电时,可能产生大量热量,引发电池热失控,从而加剧燃烧的猛烈程度。因此,锂电池的安全使用和管理至关重要。
当锂离子电池正极部位的负极部位容量不足时,充电时所出现的锂原子无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成结晶。
在锂离子电池中长期形成结晶会导致短路,这时电芯急剧放电,会出现大量的热,烧坏隔膜。
高温会使电解液分解成气体,当压力过大时,电芯就会爆炸。
锂电池物理自放电的机理主要包括两个方面:物理微短路和化学反应。
物理微短路是造成锂电池低压的直接原因,其直接表现是电池在常温、高温存储一段时间后,电池电压低于正常截止电压。这种情况下的自放电是不会造成锂电池容量不可逆的损失的。引起物理微短路的原因包括:
粉尘和毛刺:粉尘击穿隔膜或极片分切过程中产生的毛刺刺穿隔膜,导致正负极之间形成物理微短路。
正负极的金属杂质:金属杂质发生化学和电化学腐蚀反应,溶解到电解液中,并随着时间的增加,金属枝晶在不断生长,最后穿透隔膜,导致正负极的微短路。
辅材的金属杂质:例如CMC、胶带中的金属杂质也可能导致物理微短路。
化学反应也是锂电池物理自放电的一个重要原因,主要包括:
水分:水分造成电解液分解,释放出大量的电子,电子再嵌入到正极氧化结构中,从而引起正极电位下降,造成低压。
电解液溶剂:某些电解液溶剂在存储过程中可能发生缓慢的化学反应,消耗容量而使电压下降。
SEI膜不稳定:SEI膜的脱落和重新反应,造成电池胀气、低压等问题。
封装不良:例如极耳位置过封,可能造成极耳腐蚀而消耗锂源低压。
总的来说,锂电池物理自放电的机理是一个复杂的过程,涉及到多个因素。为了控制锂电池的自放电,需要严格控制生产过程中的各种因素,如粉尘、金属杂质、电解液溶剂、封装等,以提高电池的品质和稳定性。