為什么鋰離子電池會膨脹？鋰離子電池膨脹原因分析

前兩天有位客戶找我問到了電池的問題。據他說，他在圣誕節購買了一架無人機，最近拿出來玩，卻發現無法正常工作了。

在他發來的圖片中，那一張非常腫的鋰離子袋式電池的照片引人注意。鋰離子電池確實需要每隔幾個月進行一次定期充放電，如果存放太久而不使用，則您就會看到如下圖所示一個的電池。

鋰離子電池膨脹的原因有很多種，但是某種程度上，深放電膨脹和與這種電池充電相關的危害似乎被低估了。

鋰離子電池膨脹的常見原因：

①過充電會加速電極和電解質之間的寄生反應，并釋放熱量和氣體。

②電池質量差和或者電路設計問題，陽極與陰極的化學計量比低，顆粒污染。

③電池組裝過程中或產品應用過程中對電極造成的機械損壞。

④溫度過高（請勿將電池放在太陽暴曬的車內）。

⑤電池深度放電。

任何會增加電池自放電率的東西都是不好的（包括較差的制造質量和受熱），并使您的電池更快地進入深度放電狀態。

下面的CT掃描顯示由于深放電而產生的放氣導致果凍變形嚴重。可以想象，這種電池不能很好地工作。

深度放電膨脹引起的電池的CT掃描（圖片由DfR Solutions提供）

深度放電還會造成安全隱患。當鋰離子電池進入深度放電狀態時，它處于高度脫嵌的狀態（“插入”一詞表示插入晶格中的各層之間）。在鋰離子電池中，陽極和陰極都具有“氣孔”，以便鋰離子來回穿梭。當電池深度放電時，陽極上的保護鈍化層（稱為固體電解質中間相（SEI）層）分解，新的電極和電解質表面接觸并形成新的SEI層。所有這些反應導致氣體形成。

鋰離子電池中的深放電機理

負極上的銅集電器會開始溶解，如上圖所示。重新充電后，這些銅離子會沉積在電極或隔板表面，從而可能導致銅短路和熱失控的危險（爆炸）。

這種深度放電的電池不應充電，設備制造商必須在電池保護系統中實施深度放電電壓截止。這可以包括恒流充電，直到在給定時間內達到某個閾值電壓為止，然后逐漸增加充電。在給定的時間內未能達到電壓閾值，會將電池分類為損壞電池并關閉，從而無法使用。

我們應該采取什么措施來防止電池鼓脹？不要在無法保證電池質量的廠商購買便宜的電池。請勿購買未提供足夠保護的售后充電器。請勿將電池暴露在高溫下。最后，現在的鋰電產品大多是隨性使用，隨時充隨時用，無需固定充電時間和使用，對于長期不使用的產品，請記得定期充電。

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