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技术交流 锂电池包测试过程中的潜在风险来源: 作者:www.wxact.com无锡艾科特试验设备有限公司 发布时间:2025-06-14 14:26 浏览量:3
锂电池包测试过程中的潜在风险主要包括爆炸、起火等,这些风险主要源于电池内部的热失控、结构缺陷、外部因素(如过充、挤压、短路等)以及材料或制造缺陷。以下是基于我搜索到的资料总结的详细分析:
热失控:锂电池在过充、过放、短路或高温等异常条件下,内部可能会产生大量热量,导致电池温度迅速升高,进而引发热失控,最终可能导致电池起火或爆炸。
例如,水分含量过高会导致电解液与水反应生成气体,充电时与锂反应生成氧化锂,导致电芯容量损失和过充,气体积累使电芯内部压力增大,外壳无法承受时引发爆炸。
内部短路也会导致大电流放电,产生大量热量,烧坏隔膜,形成更大短路,高温下电解液分解成气体,内部压力过大,外壳无法承受时爆炸。
结构缺陷:电池制造过程中的任何微小瑕疵,如内部短路、隔膜破损等,都可能成为安全隐患,在使用过程中引发事故。
例如,隔膜缺陷:厚度不足或孔隙率不均可能导致局部离子通量过高,引发锂枝晶生长并刺穿隔膜。
杂质污染:生产过程中混入金属颗粒(如铜屑)会直接导致微短路,在循环测试中逐渐恶化。
外部因素:外部因素如过充、火源、挤压、穿刺、短路等也会导致安全性问题。
例如,过充测试失效:某3C锂电池在过充至12V时发生爆炸,原因为保护IC失效且电解液添加剂不足。
挤压测试热失控:某动力电池模组在挤压测试中因绝缘胶带脱落引发短路,最终导致模块起火。
测试过程中的风险:在测试过程中,锂电池包可能因测试条件的极端性而发生起火、爆炸、腐蚀性气体或液体喷溅等情况。
例如,测试过程中存在泄露、起火、热失控和爆炸的可能性,其中一个测试环节发生即视为不合格样品。
为防止对测试人员造成伤害,测试区域应具备足够的安全防护措施,如防火隔墙、独立抽风排烟装置、抗爆和泄爆强度要求等。
材料与制造缺陷:材料或制造过程中的缺陷也可能导致锂电池包在测试或使用过程中发生事故。
例如,负极容量不足的工位:正负极配对错误,负极压片不当,颗粒、露箔、凹点、划痕、暗痕、涂布不均等问题,正负极搅拌不均,容量偏高或偏低,导致爆炸。
水分含量过多的工位:封口慢、陈化、注液前烘烤、组装烘烤、涂布、正极打胶配料、烘烤不充分,水分含量过高,可能引发爆炸。
测试标准与设备的局限性:尽管国际标准(如IEC 62133、UN38.3)和国标(如GB 31241)规定了严格的测试流程,但仍无法完全模拟所有实际场景。
例如,复合滥用场景(如机械挤压与高温耦合)难以在实验室复现。
新型电池技术(如固态电池、钠离子电池)的测试标准尚未完善,其安全性评估存在盲区。
测试人员与设备的安全风险:测试过程中,实验室人员和设备的安全至关重要。实验室通常需要进行爆炸安全分析,以确定测试的限制。
例如,实验室应具备良好的通风条件,测试人员应佩戴防毒面具或防毒口罩,样品周围应做好防爆措施、良好的抽风设备以及发生火灾等意外时的灭火装置。
为防止爆炸冲击波外泄,测试设备应具备抗爆和泄爆功能,如抗爆耐压不低于2.0MPa,泄爆开启压力不超过0.7MPa。
锂电池包测试过程中的潜在风险主要包括热失控、结构缺陷、外部因素、材料或制造缺陷、测试过程中的风险、测试标准与设备的局限性以及测试人员与设备的安全风险。为降低这些风险,需要采取严格的安全防护措施,优化测试标准和设备,并加强测试人员的安全培训。
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