电池鼓壳和爆炸的原因分析 电池鼓壳爆炸的原因( 二 )


这样的说法,能够从各电芯厂内部都常有充电后不久,电压就偏低的不良电池,可是却鲜少发作爆破事件,得到计算上的支撑 。因而,内部短路引发的爆破,主要还是由于过充形成的 。由于,过充后极片上到处都是针状锂金属结晶,刺穿点到处都是,到处都在发作微短路 。因而,电池温度会逐渐升高,最终高温将电解液气体 。这种景象,不论是温度过高使资料燃烧爆破,还是外壳先被撑破,使空气进去与锂金属发作剧烈氧化,都是爆破收场 。
可是过充引发内部短路形成的这种爆破,并不一定发作在充电的其时 。有可能电池温度还未高到让资料燃烧、发作的气体也未足以撑破电池外壳时,顾客就停止充电,带手机出门 。这时很多的微短路所发作的热,渐渐的将电池温度提高,经过一段时间后,才发作爆破 。顾客一起的描绘都是拿起手机时发现手机很烫,丢掉后就爆破 。
综合以上爆破的类型,我们能够将防爆要点放在过充的避免、外部短路的避免、及提高电芯安全性三方面 。其间过充避免及外部短路避免属于电子防护,与电池体系规划及电池组装有较大联系 。电芯安全性提高之要点为化学与机械防护,与电池芯制造厂有较大联系 。
四、规划规范
由于全球手机有数亿只,要到达安全,安全防护的失败率有必要低于一亿分之一 。由于,电路板的故障率一般都远高于一亿分之一 。因而,电池体系规划时,有必要有两道以上的安全防地 。常见的错误规划是用充电器(adaptor)直接去充电池组 。这样将过充的防护重任,彻底交给电池组上的保护板 。尽管保护板的故障率不高,可是,即使故障率低到百万分之一,机率上全球还是天天都会有爆破事故发作 。
电池体系如能对过充、过放、过电流都分别供给两道安全防护,每道防护的失败率假如是万分之一,两道防护就能够将失败率降到一亿分之一 。常见的电池充电体系方块图如下,包括充电器及电池组两大部分 。充电器又包括适配器(Adaptor)及充电控制器两部分 。适配器将交流电转为直流电,充电控制器则约束直流电的最大电流及最高电压 。电池组包括保护板及电池芯两大部分,以及一个PTC来限定最大电流 。
文字方块:适配器交流变直流文字方块:充电控制器限流限压文字方块:充电器文字方块:保护板过充、过放过流等防护文字方块:电池组文字方块:限流片文字方块:电池芯以手机电池体系为例,过充防护系利用充电器输出电压设定在4.2V左右,来到达第一层防护,这样就算电池组上的保护板失效,电池也不会被过充而发作危险 。第二道防护是保护板上的过充防护功能,一般设定为4.3V 。这样,保护板平常不必负责堵截充电电流,只有当充电器电压异常偏高时,才需求动作 。过电流防护则是由保护板及限流片来负责,这也是两道防护,避免过电流及外部短路 。由于过放电只会发作在电子产品被运用的过程 。因而,一般规划是由该电子产品的线路板来供给第一到防护,电池组上的保护板则供给第二道防护 。当电子产品侦测到供电电压低于3.0V时,应该自动关机 。假如该产品规划时未规划这项功能,则保护板会在电压低到2.4V时,封闭放电回路 。
总之,电池体系规划时,有必要对过充、过放、与过电流分别供给两道电子防护 。其间保护板是第二道防护 。把保护板拿掉后充电,假如电池会爆破就代表规划不良 。
上述方法尽管供给了两道防护,可是由于顾客在充电器坏掉后,常会买非原厂充电器来充电,而充电器业者,根据成本考虑,常将充电控制器拿掉,来降低成本 。结果,劣币驱逐良币,市面上呈现了许多残次充电器 。这使得过充防护失去了第一道也是最重要的一道防地 。而过充又是形成电池爆破的最重要因素,因而,残次充电器能够称得上是电池爆破事件的首恶 。
当然,并非所有的电池体系都采用如上图的计划 。在有些情况下,电池组内也会有充电控制器的规划 。例如:许多笔记型计算机的外加电池棒,就有充电控制器 。这是由于笔记型计算机一般都将充电控制器做在计算机内,只给顾客一个适配器 。因而,笔记型计算机的外加电池组,就有必要有一个充电控制器,才干确保外加电池组在运用适配器充电时的安全 。另外,运用轿车点烟器充电的产品,有时也会将充电控制器做在电池组内 。
最终的防地
假如电子的防护措施都失败了,最终的一道防地,就要由电芯来供给了 。电芯的安全层级,可依据电芯能否经过外部短路和过充来大概区别等级 。由于,电池爆破前,假如内部有锂原子堆积在资料外表,爆破威力会更大 。并且,过充的防护常因顾客运用残次充电器而只剩一道防地,因而,电芯抗过充才能比抗外部短路的才能更重要 。