锂离子电池外部短路与内部短路的区别
安全性问题是动力型锂离子电池在电动车辆中使用时十分关注的问题之一,其影响因素很多,而影响锂离子电池安全性的非常重要的一个因素是材料以及电池的内在原因而存在的短路的可能性以及短路的较高几率。
电池短路是电池较为常见的一种故障,有外部短路和内部短路之分。二者之间有什么区别呢:
外部短路可能源于汽车碰撞引起的变形,浸水,导体污染或维护期间的电击等。从锂动力电池的外部短路到热失控,中间的重要环节是温度过高。当外部短路产生的热量无法很好地散去时,锂动力电池温度才会上升,高温触发热失控。因此,切断短路电流或者散去多余热量都是抑制外短路产生进一步危害的方法。
当电池被外部短路时,正负极之间瞬间的超大电流也会引起局部过热,从而导致某个电池单体发生漏液、爆裂、自燃,并引发连锁反应,导致更多的电池损毁。为了防止外部短路,在电池包的设计上会有很多安全设计,比如热管理系统、故障判别系统等;
内部短路即锂动力电池内部的正负极直接接触,当然接触的程度不同,引发的后续反应也差别很大。引起锂动力电池内部短路主要因素有:隔膜表面导电粉尘、正负极错位、极片毛刺和电解液分布不均等工艺因素;材料中金属杂质;低温充电、大电流充电、负极性能衰减过快导致负极表面析锂,振动或碰撞等;由机械和热量滥用引起的大规模内部短路。
电池内部的短路是不可控的,电池生产厂家的品控和良品率高低,直接影响到电池的质量。锂电池如果经常用快充模式充电,经过长期的使用后,电池内部的正负极之间会化学生成“锂枝晶”,这种物质从电池内部的正负极两端同时向中间生长,渐渐刺穿电池内部正负极之间的绝缘膜,当这层膜被损坏后,电池内部的正负极间发生短路,电流瞬间暴增,从而引起电池的损毁,严重的会引起爆裂、漏液、自燃。
所以越来越多的商家为了预防因电池安全事故带来的人身伤害和品牌名誉损失,更加注重保证电池及其产品的安全性。因此电池进行试验检测是一个很好的预防手段,不断完善、健全设备产品试验标准、和需求,才能较大程度确保电池产品质量的安全,避免意外事故的发生。