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振动和冲击对锂电池的影响

   2023-07-21 UL1270
本文导读:锂电池驱动的电动微型交通工具,如电动自行车、电动滑板车和电动摩托车,在正常使用过程中会经历重大的振动和冲击。随着时间的推移,这些机械应力可能会放大产品内部缺陷,增加电池故障、过充、过热和火灾的风险。受影响的元件振动和冲击对锂离子电池内部受影响的主要组件包括:电极反复的冲击和振动会导致电极材料,主要是阳极,出现微小的裂缝。这会产生没有电气接触的“死点”和电阻增加的“热点”,从而降低电池性能和寿命。分隔膜电极之间的聚烯烃分隔膜会因连续的应力而疲劳和撕裂,使电极接触并引起内部短路。分隔膜也更容易堵塞,抑制离子流

锂电池驱动的电动微型交通工具,如电动自行车、电动滑板车和电动摩托车,在正常使用过程中会经历重大的振动和冲击。

随着时间的推移,这些机械应力可能会放大产品内部缺陷,增加电池故障、过充、过热和火灾的风险。

一、受影响的元件

振动和冲击对锂离子电池内部受影响的主要组件包括:

1.电极

反复的冲击和振动会导致电极材料,主要是阳极,出现微小的裂缝。这会产生没有电气接触的“死点”和电阻增加的“热点”,从而降低电池性能和寿命。

2.分隔膜

电极之间的聚烯烃分隔膜会因连续的应力而疲劳和撕裂,使电极接触并引起内部短路。分隔膜也更容易堵塞,抑制离子流动。

3.电解液

振动会使液态电解质在电池内部晃动,磨损密封点和封装材料。电解液泄漏随着时间的推移而增加,降低了维持化学反应所需的电解液水平。

4.内部连接

机械应力会使电极和标签之间的焊接和连接器变松,增加充电和放电时的电阻和热量积累,导致容量减少和过热风险增加。

二、风险积累

随着微型交通工具电池在其寿命期内经历数百万次小型冲击和振动,上面所提到的风险会不断积累和恶化。电池会变得:由于死点、分隔膜损伤和电解液损失而不太能够保持充电能力。更容易因分隔膜撕裂和松散连接而产生内部短路。更容易因热点处电阻增加、松散连接和快速充电而过热。更容易受到热失控的影响,即温度不受控制的增加,这可能引发火灾风险。

三、维护和更换

虽然正常使用难免会使锂电池随着时间的推移在一定程度上受损,但在缺陷水平变得严重之前进行适当的维护和更换可以最大程度地帮助减少故障风险。

需要关注的问题包括:

-充电间隔时间或容量降低。

-充电时间延长。

-充电期间或充电后异常发热。

-电池外壳凸起或变形。

总之,部分产品涉及的锂电池,尤其是电动微型交通工具电池会时常经受冲击和振动,逐渐产生内部风险,这些风险会随着电池寿命折损而引发故障。适当维护和及时更换锂电池就变得很有必要,每2-3年更换锂离子电池,可以显著降低过热、热失控和火灾的风险,以避免缺陷积累到危险水平。

 
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