锂电池安全培训.ppt

锂电池事故案例,第一章,第一章,锂电池事故案例,案例1：2010年10月11日，深圳A公司客户退回的锂电池在存放处发生自燃起火，工人用灭火器 扑救后再次发生起火，过火面积50平方米左右；案例2：2012年2月19日深圳B公司三楼清洗房发生发生火灾,火灾中一批手机锂电池被烧毁，两 名工人因吸入浓烟感到不适送医院治疗；案例3：2012年8月22日，C新能源公司，电器线路着火引发火灾事故，将三楼车间多台设备烧；案例4：2012年10月10日 D新能源科技有限公司的二楼仓库发生火灾事故，15时30分左右扑灭， 无人员伤亡，将存放在库房中的锂电池烧，损失400万元；案例5：2012年11月28日A公司老化房起火，烧毁多个货柜式老化房，待电池一批。,锂电池事故案例,锂电池的基本概念,第二章,第二章,锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池；正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元复合材料；负极采用锂-碳层间化合物LiXC6； 在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为“摇椅电池”； 充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态； 放电时则相反。,锂电池的基本概念,圆柱型锂离子电池,方型锂离子电池,软包装和聚合物锂离子电池,锂电池的结构和组成,正极 活性物质 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质（石墨、MCMB、CMS) 粘合剂、溶剂、基体 隔膜电解液外壳五金件 钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带,锂电池的结构和组成,正极基体：铝箔（约0.016mm厚),正极物质：LiFePO4+碳黑+PVDF,正极集流体：铝带（约0.1mm厚）,高温胶带（约0.05mm厚）,电池放电时从外电路获得电子的电极,此时电极发生还原反应。通常是电位高的电极。锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极等。,锂电池的结构正极,负极基体：铜箔（约0.010mm厚),负极物质：石墨+CMC+SBR,负极集流体：镍带（约0.07mm厚）,电池放电时向外电路输送电子的电极，此时电极发生氧化反应。通常是电位低的电极，锂离子电池中石墨电极。,锂电池的结构负极,能较好的溶解电解质盐，即有较高的介电常数； 应有较好的流动性，即低黏度； 对电池的其他组件应该是惰性的，尤其是充电状态下的 正、负极表面； 在很宽的温度范围内保持液态，熔点要低，沸点要高； 安全性要好，即闪点要高，无毒。,锂电池电解液的特性要求,锂电池电解液组成示意图,隔膜是放置于两极之间，作为隔离电极的装置，藉以避免两极上的活性物质 直接接触而造成电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通过， 以形成通路。 隔膜要求：离子透过度大 机械性强度适当 本身为绝缘体 不与电解液及电极发生反应,材质：单层PE（聚乙烯） 或者三层复合PP（聚丙烯）+PE+PP厚度：单层一般为0.0160.020mm 三层一般为0.0200.025mm,锂电池的结构隔膜,锂电池的化学反应机制,圆柱形锂电池的制造工艺流程图,锂电池的危险与有害因素分析,第三章,第三章,1、最主要的因素是目前电池能量密度大，同样的体积的情况下要得到更高的容 量必定会对其安全造成影响，所以我们不一定要求供应商最小的体积做最大 的容量。2、过充-对电芯过充电，当电压上升到4.6Vcell以上或更高时，电芯本体温度 不断升高达到热爆炸的状态，从而发生破裂，冒烟，起火，爆炸的危险。3、短路-因为电池容量大内部电阻低，所以外部短絡时通过大的电流，电池内 部达到热爆炸的状态，从而发生破裂，冒烟，起火的危险。4、因为电解液主要是由有机溶剂组成的,所以有燃烧的可能性。,锂电池的安全因素,锂电池的电解液（电解质盐LiPF6 ）溶剂主要组成是碳酸烷基酯，如碳酸二甲酯（DMC）,碳酸二乙酯（DEC）,碳酸甲乙酯（EMC）等，都是沸点很低的可燃液体，遇火易燃烧 。六氟磷酸锂(LiPF6) 有腐蚀作用。不可燃性，加热和酸类进行反应会产生有害的氟化氢。腐蚀性的氟化氢。氟化氢和金属反应会产生爆炸性的气体。 产生火花点燃电解液，进而殃及塑料机身和与之接触的易燃物，造成火灾； 引起电池内温度急骤上升，电池内空间很狭小，可能因压力增加而爆炸； 电池内温度上升较慢，电池外壳逐渐溶化，使有腐蚀性的电解液泄漏。,锂电池的危险性电解液的溶剂,充好电的负极储存了多量的强还原性物质碳化锂（嵌层化合物等），LiC6的电位接近3.0V，还原剂与金属锂差不多，遇水即可燃烧。,锂电池的危险性储电的负极,在一些设计或制作不好的锂电池中，长期循环会形成枝晶，锂金属沉积出来，形成粉末状单质（通常是电极边缘的灰黑色粉末），遇到空气即可燃烧，非常危险。,锂电池的危险性支晶,当电池的正负极之间隔膜被意外刺破（如枝晶生长，外力作用）导致