文档介绍：锂电池防爆技术作者:蓝信彰,美国史丹福大学电机博士,台湾科技大学副教授,宜电董事长刖吕锂离子电池己经成为可携式电子产品的首选电池O这种电池容量密度髙、价格具竞争力,预计未来儿年仍将是市场主流°但是锂电池却一直潜藏着爆炸的危险。山于应用愈来愈广,爆炸事件也就层出不穷。其实,透过正确的电池系统设计及电芯等级判定,锂离子电池是可以做到非殆安全的。目前防爆线路及防爆电芯技术都己成熟,爆炸事件应该可以愈来愈少。锂离子电池特性锂是化学周期表上直径垠小也最活泼的金属。体积小所以容最密度高,广受消费者与工程师欢迎。但是,化学特性太活泼,则带来了极髙的危险性。锂金属眾露在空气中吋,会与氧气产生激烈的氧化反应而曝炸。为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钻酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。这样--来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触血避免爆炸。锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容最密度的同时,也达到安全的目的。锂离子电池充电时,止极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。锂离子经山电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。放电吋,報个程序倒过来。为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,來防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。,会开始产生副作用。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此吋储存格常会垮掉,让电池容最产生永久性的下降。如果继续充电,山于负极的储存格己经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表而口这些锂原子会山负极表而往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸,使止负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸,这是因为在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外売或压力阀鼓涨破裂,让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。因此,锂电池充电时,―•定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。。,部分材料会开始被破坏。又山于电池会自放电,放愈久电压会愈低,因此,。,所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此,。充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必耍。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集于材料农面。这些锂离子获得电子后,会在材料表面产生锂原子结晶,这与过充一-样,会造成危险性。万一电池外壳破裂,就会曝炸。因此,対锂离子电池的保护,至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内,除了锂电池芯外,都会有一片保护板,这片保护板主要就是提供这三项保护。但是,保护板的这三项保护显然是不够的,全球锂电池爆炸事件还是频传。耍确保电池系统的安全性,必须对电池爆炸的原因,进行更仔细的分析。爆炸类型分析电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。此处的外部系指电芯的外部,包