动力锂电池外部短路与内部短路的区别

描述

电池的安全性需要通过新能源电池环境试验箱来保驾护航,按GB 31241-2022《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全要求》、UN38.3《锂电池及电池组测试标准规章》、《GB/T31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》等对各项测试标准对新能源电池进行常温或高温外部短路、过充电、强制放电低气压、温度循环、振动、加速度冲击、跌落、挤压、针刺、重物冲击、热滥用、燃烧等。物性、可靠性、安全性能检测。电池要在规定的时间内经过各项测试不起火不爆炸不漏液才是合格的。而电池短路试验是常见的一种电池安全性能试验。电池短路有分为外部短路与内部短路,两者有什么区别呢?

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;

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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。

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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。

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