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防止鋰離子電池起火 從正確的干電芯絕緣測試做起

2024-07-09 11:29:47·  來源：Chroma銷售服務(wù)中心  
　
鋰離子電池隨著能源永續(xù)需求以及其性能逐步提升，在電驅(qū)動車及各式再生能源之儲能系統(tǒng)等大能源應(yīng)用上快速成長。但隨著電池使用數(shù)遽增、能量密度與高速充放電提升
防止鋰離子電池起火 從正確的干電芯絕緣測試做起鋰離子電池隨著能源永續(xù)需求以及其性能逐步提升，在電驅(qū)動車及各式再生能源之儲能系統(tǒng)等大能源應(yīng)用上快速成長。但隨著電池使用數(shù)遽增、能量密度與高速充放電提升，起火爆炸事件頻傳于世界各地。近期小至3C產(chǎn)品燃燒爆炸導(dǎo)致人們對使用鋰電池產(chǎn)生恐懼，大至電動車在充電中或充電后起火新聞也屢屢引發(fā)人們購買電動車的疑慮，更因韓國連續(xù)的儲能系統(tǒng)燃燒事件引起全球儲能系統(tǒng)擴(kuò)充急速趨緩。

大多的鋰離子電池起火事故皆因劇烈燃燒而難以分析起火原因，一般報告中的電氣控制系統(tǒng)失誤或長久鋰金屬沉積堆長成鋰晶枝造成電池內(nèi)部短路引起，這些固然不失為可能因素，但若細(xì)部分析這些因素在占大宗中的電芯劇烈群聚化學(xué)燃燒的事故中卻很難成立。假若電池自發(fā)的內(nèi)部短路引起，卻又不是鋰晶枝生成，那是什么難以理解的原因？一個一般分析報告都想極力避開，也是電池芯廠最難以啟齒的因素卻不難理解：制程總有些金屬電極毛邊或異物穿刺或存在隔離膜中，卻不知為何現(xiàn)有制程測不出來，不良率不高、數(shù)量不多以為可被接受，一旦銷售至市面發(fā)生事故將是整座儲電廠、整臺車甚至人命上新聞。

此外，鋰離子電池起火事故大多發(fā)生在充電時，主因為大部分鋰離子電池所使用的負(fù)極材料會膨脹導(dǎo)致原本未短路的潛在不良品變成內(nèi)部短路，且據(jù)研究此膨脹會在反復(fù)的充放電周期持續(xù)成長，讓這危險性擴(kuò)展到使用者使用電池時。這意味著即使在生產(chǎn)時電池雖未內(nèi)部短路，若隔離膜被電極毛邊或金屬異物局部穿刺等一般生產(chǎn)制程出現(xiàn)的瑕疵若無法被有效檢出就存在風(fēng)險。一般常見于電池芯生產(chǎn)檢驗問題多為①過低的干電芯(Jelly roll)絕緣檢測電壓(<350V) ，②絕緣測試過程中無法檢測出暫時破壞隔離膜的電氣閃絡(luò)(Flashover) 。

致茂建議電池芯檢驗時需規(guī)范這兩點：
干電芯絕緣耐壓測試電壓必須高于(350V +α)峰值(圖一)

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圖一 . 空氣的崩潰電壓與距離關(guān)系

2. 絕緣耐壓過程中不可發(fā)生電壓或電流的電氣閃絡(luò)(圖二)
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圖二 .在CC模式與CV模式下，局部放電與電氣閃絡(luò)偵測

致茂從大量的分析報告、研究文獻(xiàn)及不斷的實驗過程中得到結(jié)論，防止鋰離子電池起火，從正確的干電芯絕緣測試做起是最有效且低成本的做法，因一旦注入電解液后將再也無法對正負(fù)極進(jìn)行高壓絕緣測試。
Chroma 11210電池芯絕緣測試機(jī)是專為鋰離子電池(干電芯)絕緣異常檢出而量身打造的絕緣測試機(jī)，其兩大獨特技術(shù)是市面耐壓或絕緣測試器未有的，不但全程監(jiān)測測試過程中電芯內(nèi)是否曾經(jīng)發(fā)生過因局部的異常放電而產(chǎn)生異常電氣閃絡(luò)并量化為可視程度及可記錄波形。且在達(dá)到測試電位后，測試時間內(nèi)也會與一般耐壓或絕緣測試器一樣進(jìn)行漏電流或絕緣電阻值測量判定異常。
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Chroma 11210的兩大獨特技術(shù)及兩項建議近期受到國際車用電池大廠所采納，為確保其電池芯的安全質(zhì)量。
致茂電子近年來因應(yīng)電動車相關(guān)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的趨勢，以自身擁有30多年在電力電子領(lǐng)域的測試經(jīng)驗和技術(shù)并不斷研發(fā)及創(chuàng)新，且持續(xù)在電動車相關(guān)產(chǎn)業(yè)提出測試方案，把關(guān)您的產(chǎn)品安全質(zhì)量及可靠性。若想進(jìn)一步了解產(chǎn)品信息，請點擊"閱讀原文"進(jìn)入致茂官網(wǎng)。 
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