18650鋰離子電池爆炸的原因有很多,主要有三個。
1、被過充電
18650鋰離子電池被過充電,是常見的爆炸原因。鋰離子電池要在規定的電壓範圍之內工作,不然就會出現爆炸起火的安全隱患。比如三元鋰電芯常規電壓是2.5V~4.2V;磷酸鐵鋰電芯常規電壓是2.0V~3.65V。
18650鋰離子電池充電時,正極的鋰離子運動到負極,鑲嵌在負極材料的網狀結構中,假如鋰離子電池被過充電,就容易造成負極析鋰,造成鋰結晶,刺穿隔膜,就會導致電芯內部短路,從而引發爆炸。
這就是為何鋰離子電池在充電時,要加上過充保護電路,對鋰離子電池進行過充保護。鋰離子電池保護板會對鋰離子電池包的每一串電壓進行監控,超過過充電壓,鋰離子電池保護板就會切斷充電,起到保護鋰離子電池的用途。
鋰離子電池包假如發生過充爆炸,出現這種情況大多數是因為鋰離子電池有個別串出現了0電壓的情況,或者是保護板異常了,無法對鋰離子電池進行過充保護;還有就是充電器使用錯誤。
比如,36V的鋰離子電池包,要三元鋰的10串,倘若其中2串電芯電壓變為了0V,充電器的充電電壓42V就會直接給剩餘的8串進行充電,保護板功能異常,無法供應過充保護功能。 8串電芯的均勻電壓就會被充電器充到5.25V以上(42V/8串)。這就會導致鋰離子電池被過充,引發爆炸的事故。
假如充電器使用錯了,沒有按照規定的專用充電器對鋰離子電池包進行充電,也會引起鋰離子電池保護板異常,鋰離子電池包被過充。
比如,36V的鋰離子電池包,專用充電器的輸出電壓應當為42V,假如使用了72V鋰離子電池包的充電器(充電電壓為84V),84V的充電電壓筆直加載在36V的鋰離子電池包上,保護板的元器件就容易被損壞,功能就容易失效。這個時候,鋰離子電池包就會在沒有保護的情況下進行充電,各串電芯電壓就會被充到8.4V以上(84V/10串),三元鋰的滿充電壓是4.2V,8.4V的電壓對三元鋰單體電池來說,是會比較危險的,很容易引發爆炸。
所以,請正確使用鋰離子電池,正確使用鋰離子電池保護板,正確使用鋰離子電池充電器。
2、被短路
18650鋰離子電池被短路,包括內部短路和外部短路,都會引起18650電池的爆炸。
內部短路的原由有幾種,一種原由是加工工藝的問題,內部殘留了雜物,在鋰離子電池使用的過程中,發生了內部的正極負極短路,從而引發爆炸。另一種原由是外界針刺或者擠壓造成內部材料短路,從而引起火或者爆炸。
3、高溫
假如溫度太高,也會導致18650鋰離子電池爆炸。鋰電的正常情況下使用溫度範圍是充電0~45℃;放電-20~65℃;存放0~45℃。
鋰離子電池保護板通常是設定電池充電高溫為50℃保護;放電高溫為70℃保護。要是沒有高溫保護,鋰電繼續放電或是存放,都是會造成鋰電的爆炸。
鋰電的內部原材料在120℃之上便會變質,像鋰電芯內部原材料的隔膜,一般鋰離子電池的內部隔膜都較為一般,120℃之上隔膜便會收縮,隔膜假如收縮,正極與負極材料便會直接接觸造成短路,短路便會引起高溫,瞬間便會引起電池安全閥打開排出熱氣導致爆燃或者爆炸。