鋰電池電芯過充到高于4.2V的電壓后，就會(huì)開始出現(xiàn)副作用，過充電壓越高危險(xiǎn)性越高。鋰電池電芯電壓高于4.2V后，正極材料中剩余的鋰原子數(shù)量不足一半，儲(chǔ)存電芯經(jīng)常發(fā)生擊穿，使電池容量永久降低。如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極電芯中已經(jīng)充滿鋰原子，后續(xù)的鋰金屬就會(huì)堆積在負(fù)極材料表面，這些鋰原子會(huì)從負(fù)極表面順著鋰離子的方向長(zhǎng)出樹枝狀晶體，這些鋰金屬晶體會(huì)穿過隔膜紙，使正負(fù)極短路。有時(shí)電池在短路發(fā)生之前就會(huì)爆炸，因?yàn)樵谶^充過程中，電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體，使電池外殼或壓力閥爆裂開裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。因此鋰電池充電時(shí)，需要設(shè)定電壓上限，兼顧電池的壽命、容量、安全性等，最理想的充電電壓最高為4.2V。鋰電池放電時(shí)也應(yīng)有一個(gè)電壓下限，當(dāng)電芯電壓低于2.4V時(shí)，部分材料就會(huì)開始被破壞，而且因?yàn)殡姵貢?huì)自放電，時(shí)間越長(zhǎng)電壓就會(huì)越低，因此放電時(shí)最好不要停留在2.4V。在3.0V放電到2.4V這段時(shí)間，鋰電池所釋放的能量只占電池容量的3%左右，因此3.0V是一個(gè)理想的放電截止電壓。充放電時(shí)，除了電壓的限制，電流的限制也是必須的，電流過大時(shí)，鋰離子來(lái)不及進(jìn)入儲(chǔ)存電芯，就會(huì)聚集在材料表面。當(dāng)這些鋰離子獲得電子后，就會(huì)在材料表面結(jié)晶出鋰原子，這種現(xiàn)象和過度充電一樣，都是很危險(xiǎn)的，如果電池外殼破裂，就會(huì)爆炸。因此，鋰離子電池的保護(hù)，至少包括：充電電壓上限、放電電壓下限、電流上限三項(xiàng)。一般來(lái)說，鋰電池組中，除了鋰電池芯，還會(huì)有一塊保護(hù)板，主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。但保護(hù)板這三項(xiàng)保護(hù)顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件依然頻發(fā)。要保證電池系統(tǒng)的安全，必須更加認(rèn)真地分析電池爆炸的原因。
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