導入：
リチウム電池は私たちの日常生活に不可欠な部分となり、スマートフォンやラップトップから電気自動車やエネルギー貯蔵システムに至るまで、あらゆるものに電力を供給しています。リチウム電池は広く使用されていますが、まれではあるものの火災や爆発の事故が発生しており、その安全性が懸念されています。このような事故につながる可能性のある要因を理解することは、リチウム電池を安全かつ信頼性高く使用するために重要です。
リチウム電池の爆発は安全上の重大な問題であり、その発生原因は主に内部要因と外部要因を含めて複雑かつ多様です。
内部要因
内部短絡
負極容量不足：リチウム電池の正極の負極容量が不足すると、充電時に発生したリチウム原子が負極黒鉛の層間構造に挿入できず、負極表面に析出してしまいます。結晶を形成します。これらの結晶が長期間蓄積すると、短絡が発生し、バッテリーセルが急速に放電して多量の熱が発生し、ダイヤフラムが焼けて爆発を引き起こす可能性があります。
電極の吸水と電解液の反応：電極が水分を吸収した後、電解液と反応して空気の膨らみが生じ、さらに内部短絡を引き起こす可能性があります。
電解液の問題: 電解液自体の品質と性能、およびプロセス要件を満たさない注入中に注入される液体の量は、バッテリーの安全性に影響を与える可能性があります。
製造プロセス中の不純物：バッテリーの製造プロセス中に存在する可能性のある不純物や塵なども、微小短絡を引き起こす可能性があります。
熱暴走
リチウム電池内部で熱暴走が発生すると、電池内部の材料間で発熱化学反応が起こり、水素、一酸化炭素、メタンなどの可燃性ガスが発生します。これらの反応が新たな副反応を引き起こし悪循環となり、電池内の温度と圧力が急激に上昇し、最終的には爆発に至ります。
バッテリーセルの長期にわたる過充電
長期間の充電条件下では、過充電と過電流によって高温と高圧が発生する可能性があり、ひいては安全上の問題を引き起こす可能性があります。
外部要因
外部短絡
外部短絡がバッテリーの熱暴走を直接引き起こすことはほとんどありませんが、長期にわたる外部短絡は回路内の弱い接続点の焼損を引き起こす可能性があり、それがさらに深刻な安全上の問題を引き起こす可能性があります。
外部高温
リチウム電池は高温環境下では電解液の蒸発が早くなり、電極材料が膨張して内部抵抗が増加し、液漏れやショートなどが発生して爆発や火災を引き起こす可能性があります。
機械的振動または損傷
リチウム電池が輸送、使用、メンテナンス中に強い機械的振動や損傷を受けると、電池の隔膜や電解液が損傷し、金属リチウムと電解液が直接接触して発熱反応が起こり、最終的には爆発や爆発につながる可能性があります。火。
充電の問題
過充電：保護回路が制御不能になったり、検出キャビネットが制御不能になったりして、充電電圧がバッテリーの定格電圧よりも高くなり、電解液の分解、バッテリー内部の激しい反応、内部温度の急激な上昇が発生します。バッテリーの圧力が上昇し、爆発を引き起こす可能性があります。
過電流: 過剰な充電電流により、リチウムイオンがポールピースに埋め込まれる時間がなくなり、リチウム金属がポールピースの表面に形成されてダイヤフラムを貫通し、正極と負極の間の直接短絡と爆発を引き起こす可能性があります。 。
結論
リチウム電池の爆発の原因には、内部短絡、熱暴走、電池セルの長期過充電、外部短絡、外部高温、機械的振動または損傷、充電の問題などが含まれます。したがって、リチウム電池を使用および保守する場合は、電池の安全性と安定性を確保するために、関連する安全規制を厳格に遵守する必要があります。同時に、安全監督と予防措置を強化することも、リチウム電池の爆発を防ぐ重要な手段です。
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投稿日時: 2024 年 7 月 24 日