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锂电池爆炸的六大原因,电池平安检测是小事吗?

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人气:-颁发时间:2016-09-18 17:53【

SAMSUNGNote 7这几天刷爆伴侣圈,先是爆出刚上市35起爆炸和着火事件,刚上市就大面积召回也是个大资讯,后来又是网友质疑为什么中国区不实施召回,这几天是IPhone 7让大家想起来哀痛催的Note7,今天大家就聊聊手机爆炸这些事儿.

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事件回放  

  • *SAMSUNG电子企业自上月以来在韩国生产了约49万部盖乐世 Note 7手机;

  • *8月下旬,多名Note7用户将烧毁的手机照片发到网上,暗示充电时起火,SAMSUNG的调查发现局部电池确实存在异常;

  • *此刻在全球范围内已知产生了35起Note7手机爆炸和着火事件,这些数字还或许增长;

  • *SAMSUNG宣布将召回在美国、韩国等10个国家和地区出售的250万部盖乐世Note7,召回手机将更换新的同款手机或其他机型;

  • *9月2日的记者会上,SAMSUNG电子移动事业部承担人高东真就召回事件对消费者造成的不便和担忧暗示道歉,但尚未明确透露召回相干费用的具体数额,仅暗示“数额之大令人痛心疾首”;

  • *剖析认为,大型智能手机制造商因质量问题实行大规模召回尚属首次。这样大规模召回刚刚发售的新产品,势必将对SAMSUNG今年的业绩造成重大影响。

  • *SAMSUNG企业的竞争对手美国苹果企业在本周推出苹果7手机,或许会对SAMSUNG的手机产品造成冲击。媒体报道称,盖乐世Note 7和苹果7手机的卖点均包括虹膜识别技术。英国《金融时报》评论,对于身陷税务纠纷的苹果而言,SAMSUNG此次召回可谓一份及时的礼物。

  • *韩国SK证券剖析称,仅召回费用就将达到5000亿韩元(约合30.2亿元人民币),2018年7至9月Note7的销售量或许会从预计的500万部下降到300万部左右。还有剖析人士估算,召回事件造成的损失或许使SAMSUNG企业今年的利润减少50亿美金(约合334亿元人民币),SAMSUNG企业的声誉也将受影响。 

  • *经国家质检总局约谈后,SAMSUNG(中国)宣布自9月14日起,召回2018年7月20日至2018年8月5日期间制造的局部Galaxy Note7。中国大陆地区受影响的数字移动电话机数量为1858台。 

锂电池爆炸的六大原因:

1外部短路

外部短路或许由于操纵不当,或误使用所造成,由于外部短路,电池放电电流很大,会使电芯的发热,高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全损坏,造成内部短路,因而爆炸。外部短路或许的工位:

1、上电芯未对好,造成正负极接触;

2、电芯在周转过程中打火;

3、用户在使用时正负极短路;

4、保护线路板失效。

2内部短路

由于内部产生短路现象,电芯大电流放电,产生大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,这样电芯就会产生高温,使电解液分解成气体,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。内部短路的工位:

1、正负裁大片毛刺;

2、正负极分小片掉料;

3、正负极分小片毛刺;

4、负极铆焊未拍平,有毛刺;

5、卷绕不齐;

6、隔膜纸有砂眼;

7、压扁时压力太大;

8、组装短路电芯未检出;

9、组装微短路电芯下流;

10、激光焊短路电芯未检出;

11、烘烤时温度太高烘坏隔膜;

12、上部胶位置不对;

13、高温胶纸包住负极耳;

14、贴底部胶未完全包住底部。

3 过充

电芯过充电时,正极的锂过度放出会使正极的结构产生变化,而放出的锂过多也容易无法插入负极中,也容易造成负极表面析锂,而且,当电压达到4.5V以上时,电解液会分解生产大量的气体。上面种种均或许造成爆炸。过充或许的工位:

1、预充时电流设置过大;

2、预充柜个别点电流过大;

3、电芯容量不足;

4、检测时电流设置过大;

5、检测时个别点电压偏大;

6、用户使用时充电器电压偏大。

4过放

5水份含量过高

水份可以和电芯中的电解液反应,生产气体,充电时,可以和生成的锂反应,生成氧化锂,使电芯的容量损失,易使电芯过充而生成气体,水份的分解电压较低,充电时很容易分解生成气体,当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大,当电芯的外壳无法承受时,电芯就会爆炸。

6负极容量不足

当正极部位对面的负极部位容量不足,或是根本没有容量时,充电时所产生的局部或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成突起状“枝晶”,而下一次充电时,这个突起局部更容易造成锂的析出,经过几十至上百次的循环充放电后,“枝晶”会长大,最后会刺穿隔膜纸,使内部产生短路。负极容量不足的工位:

1、正极来料容量偏高;

2、负极来料容量偏低;

3、正负极搅拌不均;

4、正极敷料量偏大;

5、正极涂布不均;

6、正极头尾部堆料;

7、负极涂布不均;

9、负极暗痕;

10、负极划痕;

11、负极凹点;

12、负极露箔;

13、负极颗粒;

14、负极压片时压死;

15、正负极分档配对错误;

16、负极包不住正极;

锂电池平安设计

1、锂电池内部采用开关原件。在电池内部温度上升时,阻值随之上升,温度过高后停止放电,防止过度放电的情况。

2、设置电池出气孔。在电池内压上升到一定程度后出气孔自动打开,保持内压的平衡,防止电池炸裂的情况出现。

锂电池材料平安

1、优化电解质体系

此刻电解液首要为有机溶剂,难以承受4.5伏以上的高电压,容易分解产生气体,造成电池气胀、破裂或爆炸。同时,充电状态下的正负极材料本身也很活泼,如钴酸锂之类的正极材料在过充电或受热状态下容易产生结构坍塌,并产生显著的热效应,而含有机溶剂的锂化石墨负极在接触空气时也容易燃烧。

极性有机溶剂电解液难以保障动力锂离子电池的平安性,而现有的离子液体要么电化学窗口不够宽,要么相对分子质量和黏度太大,尚不能完全替代有机溶剂。因此,发展低溶剂或无溶剂的聚合物电解质、无机有机复合电解质或无机固体电解质是提高电池平安性的根本举措。

2、提高负极嵌锂电位

此刻使用的锂离子电池首要以石墨基材料作为负极,其嵌锂电位接近金属锂的析出电位,在快速充电时容易造成金属锂析出,常以锂枝晶或锂粉末状态存在,前者会使电池内短路,后者会加速电解液分解或与空气接触产生燃烧。提高负极的嵌锂电位能有用改善电池的平安性和循环使用寿命。

与石墨基负极材料相比,能提高电极电位的材料有硬碳、硅、锡、钛酸锂等。

3、选择适当材质的正负极隔板材质

在温度上升一定程度后,正负极隔板材料自动溶解,防止锂离子经过,停止内部的充放电反应。

4、选用合格的胶黏剂

粘结剂不合格,产生掉粉,形成毛刺造成隔膜穿刺,内部短路,最后导致锂电池爆炸。

锂电池平安检测标准

对应标准

应用平安性能

(电芯、电池)

环境适应性能

(电芯、电池)

电性能

(电芯、电池)

GB/T 18287

1.热冲击

2.过充电

3.短路

4.重物冲击

5.过充电保护

6.过放电保护

7.短路保护

1.恒定湿热性能

2.振动

3.碰撞

4.自由跌落

1.0.2C5A放电性能

2.1C5A放电性能

3.高温性能

4.低温性能

5.荷电保持能力

6.循环寿命

7.贮存

IEC 61960

——

——

1.20℃放电

2.-20℃放电

3.高速率放电

4.荷电保持及恢复

5.长时间贮存

6.循环能力

7.ESD

8.内阻

IEC 60086-4

1.外部短路

2.强制放电

3.不正常充电

4.错误安装

5.过放电

1.低气压

2.温度循环

3.振动

4.冲击

5.撞击

6.挤压

7.自由跌落

8.温度冲击

——

IEC 62133

1.持续低速率充电

2.外部短路

3.强迫放电

4.高速率充电

5.过充电

1.振动

2.机械冲击

3.温度循环

4.自由跌落

5.热冲击

6.挤压

7.低气压

8.电池外壳应力

——

MITI(1962:No.85)

1stClause: Appendix 9


1.外部短路

2.强制内部短路

3.过充电保护

1.热冲击

2.挤压

3.跌落

——

UL 1642

1.外部短路

2.异常充电

3.强制放电

1.挤压

2.重锤冲击

3.热冲击

4.温度循环

5.机械冲击(碰撞)

6.低气压

7.振动

8.弹射

——

UL 2054

1.外部短路

2.异常充电

3.滥充电

4.强制放电

5.限功率测试

6.元器件温升

1.挤压

2.重锤冲击

3.热冲击

4.温度循环

5.振动

6.燃烧

7.机械冲击(碰撞)

8.跌落

9.250N挤压

10.外壳应力

11.外壳防火

——

从上表可以看出,此刻锂电池的各种标准首要从三个角度考察锂电池的平安及电性能:

1、电池使用平安性能;

2、环境适应性;

3、电性能。

不同标准对电池的检测各有侧重:

IEC 61960首要侧重于锂电池的电性能测试;

IEC 62133和日本JIS C 8714要求侧重于产品使用平安和环境适应性平安;

GB/T 18287不仅包含了局部平安检测项目,还涵盖了性能测试;UL2054和UL 1642则全面考察电芯和电池在各种使用环境下,包括故障条件、重压条件、燃烧条件下的平安性。


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