Eksplosionstyper af lithiumbatterier

Eksplosionstyperne i battericeller kan klassificeres i tre typer: ekstern kortslutning, intern kortslutning og overopladning. Det ydre refererer her til det ydre af battericellen, inklusive kortslutninger forårsaget af dårligt isoleringsdesign inde i batteripakken. Når der opstår en kortslutning uden for battericellen, og de elektroniske komponenter ikke kan afbryde kredsløbet, vil der blive genereret høj varme inde i cellen, hvilket får noget elektrolyt til at fordampe og støtter batteriskallen. Når batteriets indvendige temperatur når 135 grader Celsius, vil højkvalitets separatorpapir lukke de fine porer, afslutte eller næsten afslutte den elektrokemiske reaktion, forårsage et pludseligt fald i strømmen, og temperaturen vil langsomt falde og derved undgå eksplosion. Men hvis porernes lukkehastighed er for dårlig, eller hvis porerne slet ikke lukker, vil membranpapiret få batteritemperaturen til at fortsætte med at stige, hvilket får mere elektrolyt til at fordampe, hvilket i sidste ende knækker batteriskallen, og endda at øge batteritemperaturen for at få materialet til at brænde og eksplodere. Den interne kortslutning er hovedsageligt forårsaget af grater af kobber- og aluminiumsfolier, der trænger ind i membranen, eller de dendritiske krystaller af lithium-atomer, der trænger ind i membranen.
Disse små nåleformede metaller kan forårsage mikrokortslutninger. På grund af det faktum, at nålen er meget tynd og har en vis modstandsværdi, er strømmen muligvis ikke særlig høj. Der opstår grater af kobberaluminiumsfolie under produktionsprocessen, og det observerede fænomen er, at batterilækagen er for hurtig, hvilket for det meste kan detekteres af cellefabrikken eller montagefabrikken. Desuden kan de på grund af de små grater nogle gange blive brændt af, hvilket får batteriet til at vende tilbage til det normale. Derfor er sandsynligheden for eksplosion forårsaget af mikrokortslutninger i grater ikke høj. Dette udsagn kan ses af, at der ofte er defekte batterier med lav spænding kort efter opladning på forskellige battericellefabrikker, men der er få tilfælde af eksplosioner, der får statistisk støtte. Derfor er eksplosionen forårsaget af interne kortslutninger hovedsageligt forårsaget af overopladning.
For efter overopladning er nålelignende lithiummetalkrystaller overalt på elektroden, punkteringspunkter er overalt, og der sker mikrokortslutninger overalt. Derfor vil temperaturen på batteriet gradvist stige, og endelig vil den høje temperatur få elektrolytten til at gasse. Denne situation, uanset om det skyldes for høj temperatur, der forårsager materialeforbrænding og eksplosion, eller at skallen først bliver brudt, hvilket får luft til at trænge ind og undergå intens oxidation med lithiummetal, er afslutningen på eksplosionen. Eksplosionen forårsaget af interne kortslutninger forårsaget af overopladning kan dog ikke nødvendigvis forekomme på opladningstidspunktet. Det er muligt, at forbrugerne vil afslutte opladningen og tage deres telefoner ud af huset, før batteritemperaturen er høj nok til, at materialerne kan brænde, og den genererede gas ikke er nok til at bryde igennem batterihuset. På dette tidspunkt øger varmen, der genereres af adskillige mikrokortslutninger, langsomt batteriets temperatur, og efter et stykke tid opstår en eksplosion. Den almindelige beskrivelse blandt forbrugere er, at når de tager deres telefon, finder de den meget varm, og efter at have smidt den ud, eksploderer den.
Baseret på ovennævnte typer eksplosioner kan vi fokusere på at forhindre overopladning, forebygge eksterne kortslutninger og forbedre battericellens sikkerhed. Blandt dem hører overopladningsforebyggelse og ekstern kortslutningsforebyggelse til elektronisk beskyttelse og er tæt forbundet med batterisystemdesign og batterisamling. Nøglen til at forbedre battericellernes sikkerhed er kemisk og mekanisk beskyttelse, som er tæt forbundet med battericelleproducenter.