電動(dòng)車鋰電池爆炸！用國(guó)儀量子掃描電鏡進(jìn)行合理檢測(cè)或可避免意外發(fā)生

更新時(shí)間：2021-05-17 點(diǎn)擊次數(shù)：4260

近日發(fā)生了一件與鋰電池有關(guān)的慘烈事故：在成都一小區(qū)的電梯里，一輛電動(dòng)車的鋰電池起火爆炸！由于電梯空間狹小，溫度瞬間飆升，這如同人間煉獄一般的場(chǎng)面，造成包括一名嬰兒在內(nèi)的多人受傷，讓人心有余悸。

近年來(lái)，鋰電池以其高比能量、較高的工作電壓、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)已成為移動(dòng)通訊、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品的主要電源之一。但很多人不知道的是，鋰電池這樣一個(gè)稀松平常、在生活中常見(jiàn)的物品，爆后炸會(huì)產(chǎn)生很大的威力，并且，隨著電芯所儲(chǔ)存的能量越高，其爆炸威力也越大。央視曾經(jīng)報(bào)道過(guò)，用電動(dòng)車做短路起火測(cè)試，結(jié)果驚人：小小的電動(dòng)車僅需3分鐘可以燒到上千度，一旦爆炸將會(huì)嚴(yán)重影響人身安全！因此，研究鋰離子電池的爆炸機(jī)理對(duì)提高鋰離子電池的安全性有重要的意義。

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電動(dòng)車鋰電池為什么會(huì)爆炸？

讓我們先來(lái)了解下鋰電池的工作原理。鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極，以含鋰的化合物為正極（根據(jù)正極化合物不同，常見(jiàn)的鋰離子電池有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元鋰等）。中間有一層隔膜，避免正負(fù)極短路。在充放電過(guò)程中，Li+在正負(fù)極間往返：充電時(shí)，鋰離子從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極；放電時(shí)則相反。在鋰離子的嵌入與脫嵌過(guò)程中，同時(shí)伴隨著等當(dāng)量的電子的嵌入和脫嵌，也就產(chǎn)生了電流。

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了解了鋰電池的工作原理，也就能知道鋰離子電池會(huì)爆炸的原因了，主要分為以下兩點(diǎn)：

1、過(guò)充導(dǎo)致放出的鋰過(guò)多，負(fù)極部位容量不足，充電時(shí)產(chǎn)生的鋰就無(wú)法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中，會(huì)在負(fù)極表面形成金屬鋰。時(shí)間一久，這些鋰原子會(huì)由負(fù)極表面往鋰離子來(lái)的方向長(zhǎng)出樹(shù)枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過(guò)隔膜紙，使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因?yàn)樵谶^(guò)充過(guò)程，電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。

2、充放電時(shí)，電流的限制也很有必要。電流過(guò)大時(shí)，鋰離子來(lái)不及進(jìn)入間層結(jié)構(gòu)中，也會(huì)匯集在負(fù)極材料表面。這些鋰離子獲得電子后，會(huì)在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過(guò)充一樣，會(huì)造成危險(xiǎn)性。

從上面可以看出鋰電池燃燒爆炸的根本原因還是由于材料導(dǎo)致的。想要減少鋰電池的燃燒或爆炸，普通用戶除了在日常使用中注意減少撞擊、高溫接觸等保護(hù)措施以外，電池廠家也應(yīng)該注重電池的生產(chǎn)質(zhì)量管理，提高鋰電池的品質(zhì)也可以減少事故的發(fā)生。

利用掃描電鏡可對(duì)鋰電池的原材料及制作工藝進(jìn)行檢測(cè)

掃描電鏡可以用于觀測(cè)鋰電池的原材料表面形貌及微觀結(jié)構(gòu)，包括正極、負(fù)極、隔膜等材料，也可用于觀測(cè)漿料活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘接劑分散情況，以及極片輥壓后極片材料表面狀態(tài)、極片分切后極片邊緣金屬毛刺大小。掃描電鏡還可用于檢測(cè)正負(fù)極耳焊接情況。這些檢測(cè)對(duì)于鋰電池的質(zhì)量保證具有重要意義。

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