鉅大LARGE | 點擊量：5240次 | 2022年04月14日
鋰電池內部短路的原因分析
鋰離子電池巨頭索尼公司的鋰離子電池造成數起戴爾牌筆記本電腦爆炸起火，引起美、日官方的重視。稍后，盡管采用了非常安全的A123磷酸鐵鋰離子電池，美國的豐田普銳斯混合動力汽車經第三方改裝后在行駛時燒毀。2011年，在杭州、上海及深圳都有新能源出租車及大巴燒毀事件。
顯然，即使采用鋰離子電池家族中最安全的磷酸鐵鋰體系，依然無法防止安全事故的發生。
從化學原理上進行分析，鋰離子電池的安全性比汽油還差。汽油儲存在密閉的金屬容器內，假如不同時發生泄漏（汽油和空氣接觸）和遇到明火（或者火星，引發用途）這兩個條件，是非常安全的；而鋰離子電池的能量則儲存于一層薄薄的隔膜兩側，氧化劑（正極活性物質）、還原劑（負極活性物質）在發生內部短路（引發用途）的情況下，將同時發生劇烈的化學反應和電化學反應，急劇發熱，并可能起火、燃燒、爆炸，關于有機溶劑體系的鋰離子電池來說就更容易燃燒一些。
在鋰離子電池的眾多失效模式中，單體電池內部短路無疑危害最大，最難以預測和分析，沒有辦法通過外部控制電路來進行保護。內部短路造成的高溫、高阻、還很容易造成電池組的連鎖反應。
目前廣泛認為單體電池內部短路的原因可能有：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1）吸附在隔膜表面或者單體電池殼體頂部、底部的粉塵。制造環境、工藝控制不良的情況下，會形成大量的正/負極片粉塵和焊接引起的金屬粉塵，并通過靜電用途吸附在隔膜表面。極片本身不夠光滑，粉體粘結強度不夠，本身也會造成這種問題。
2）卷繞/疊片時形成的正/負極片錯位。
3）金屬焊點、極片邊緣有毛刺。
4）隔膜兩側形成鋰枝晶，由于不均勻反應造成的局部電化學反應或過充電而形成鋰枝晶。
5）電解液分布不均勻造成正/負極片利用率不一致。
6）材料本身的問題。材料純度不高、與電解液相容性不好、正極金屬材料不耐高電壓、負極金屬材料與鋰形成合金，都可能形成雜質沉積或鋰枝晶。
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