為什么鋰離子電池會膨脹？鋰離子電池膨脹原因分析

前兩天有位客戶找我問到了電池的問題。據(jù)他說，他在圣誕節(jié)購買了一架無人機(jī)，最近拿出來玩，卻發(fā)現(xiàn)無法正常工作了。

在他發(fā)來的圖片中，那一張非常腫的鋰離子袋式電池的照片引人注意。鋰離子電池確實(shí)需要每隔幾個月進(jìn)行一次定期充放電，如果存放太久而不使用，則您就會看到如下圖所示一個的電池。

鋰離子電池膨脹的原因有很多種，但是某種程度上，深放電膨脹和與這種電池充電相關(guān)的危害似乎被低估了。

鋰離子電池膨脹的常見原因：

①過充電會加速電極和電解質(zhì)之間的寄生反應(yīng)，并釋放熱量和氣體。

②電池質(zhì)量差和或者電路設(shè)計(jì)問題，陽極與陰極的化學(xué)計(jì)量比低，顆粒污染。

③電池組裝過程中或產(chǎn)品應(yīng)用過程中對電極造成的機(jī)械損壞。

④溫度過高（請勿將電池放在太陽暴曬的車內(nèi)）。

⑤電池深度放電。

任何會增加電池自放電率的東西都是不好的（包括較差的制造質(zhì)量和受熱），并使您的電池更快地進(jìn)入深度放電狀態(tài)。

下面的CT掃描顯示由于深放電而產(chǎn)生的放氣導(dǎo)致果凍變形嚴(yán)重?？梢韵胂螅@種電池不能很好地工作。

深度放電膨脹引起的電池的CT掃描（圖片由DfR Solutions提供）

深度放電還會造成安全隱患。當(dāng)鋰離子電池進(jìn)入深度放電狀態(tài)時，它處于高度脫嵌的狀態(tài)（“插入”一詞表示插入晶格中的各層之間）。在鋰離子電池中，陽極和陰極都具有“氣孔”，以便鋰離子來回穿梭。當(dāng)電池深度放電時，陽極上的保護(hù)鈍化層（稱為固體電解質(zhì)中間相（SEI）層）分解，新的電極和電解質(zhì)表面接觸并形成新的SEI層。所有這些反應(yīng)導(dǎo)致氣體形成。

鋰離子電池中的深放電機(jī)理

負(fù)極上的銅集電器會開始溶解，如上圖所示。重新充電后，這些銅離子會沉積在電極或隔板表面，從而可能導(dǎo)致銅短路和熱失控的危險（爆炸）。

這種深度放電的電池不應(yīng)充電，設(shè)備制造商必須在電池保護(hù)系統(tǒng)中實(shí)施深度放電電壓截止。這可以包括恒流充電，直到在給定時間內(nèi)達(dá)到某個閾值電壓為止，然后逐漸增加充電。在給定的時間內(nèi)未能達(dá)到電壓閾值，會將電池分類為損壞電池并關(guān)閉，從而無法使用。

我們應(yīng)該采取什么措施來防止電池鼓脹？不要在無法保證電池質(zhì)量的廠商購買便宜的電池。請勿購買未提供足夠保護(hù)的售后充電器。請勿將電池暴露在高溫下。最后，現(xiàn)在的鋰電產(chǎn)品大多是隨性使用，隨時充隨時用，無需固定充電時間和使用，對于長期不使用的產(chǎn)品，請記得定期充電。

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