電動車鋰電池爆炸！用國儀量子掃描電鏡進行合理檢測或可避免意外發(fā)生

近日發(fā)生了一件與鋰電池有關的慘烈事故：在成都一小區(qū)的電梯里，一輛電動車的鋰電池起火爆炸！由于電梯空間狹小，溫度瞬間飆升，這如同人間煉獄一般的場面，造成包括一名嬰兒在內(nèi)的多人受傷，讓人心有余悸。

近年來，鋰電池以其高比能量、較高的工作電壓、體積小、重量輕等優(yōu)點已成為移動通訊、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品的主要電源之一。但很多人不知道的是，鋰電池這樣一個稀松平常、在生活中常見的物品，爆后炸會產(chǎn)生很大的威力，并且，隨著電芯所儲存的能量越高，其爆炸威力也越大。央視曾經(jīng)報道過，用電動車做短路起火測試，結(jié)果驚人：小小的電動車僅需3分鐘可以燒到上千度，一旦爆炸將會嚴重影響人身安全！因此，研究鋰離子電池的爆炸機理對提高鋰離子電池的安全性有重要的意義。

讓我們先來了解下鋰電池的工作原理。鋰離子電池以碳素材料為負極，以含鋰的化合物為正極（根據(jù)正極化合物不同，常見的鋰離子電池有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元鋰等）。中間有一層隔膜，避免正負極短路。在充放電過程中，Li+在正負極間往返：充電時，鋰離子從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極；放電時則相反。在鋰離子的嵌入與脫嵌過程中，同時伴隨著等當量的電子的嵌入和脫嵌，也就產(chǎn)生了電流。

了解了鋰電池的工作原理，也就能知道鋰離子電池會爆炸的原因了，主要分為以下兩點：

1、過充導致放出的鋰過多，負極部位容量不足，充電時產(chǎn)生的鋰就無法插入負極石墨的間層結(jié)構(gòu)中，會在負極表面形成金屬鋰。時間一久，這些鋰原子會由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜紙，使正負極短路。有時在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因為在過充過程，電解液等材料會裂解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應，進而爆炸。

2、充放電時，電流的限制也很有必要。電流過大時，鋰離子來不及進入間層結(jié)構(gòu)中，也會匯集在負極材料表面。這些鋰離子獲得電子后，會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過充一樣，會造成危險性。

從上面可以看出鋰電池燃燒爆炸的根本原因還是由于材料導致的。想要減少鋰電池的燃燒或爆炸，普通用戶除了在日常使用中注意減少撞擊、高溫接觸等保護措施以外，電池廠家也應該注重電池的生產(chǎn)質(zhì)量管理，提高鋰電池的品質(zhì)也可以減少事故的發(fā)生。

掃描電鏡可以用于觀測鋰電池的原材料表面形貌及微觀結(jié)構(gòu)，包括正極、負極、隔膜等材料，也可用于觀測漿料活性物質(zhì)、導電劑、粘接劑分散情況，以及極片輥壓后極片材料表面狀態(tài)、極片分切后極片邊緣金屬毛刺大小。 掃描電鏡還可用于檢測正負極耳焊接情況。這些檢測對于鋰電池的質(zhì)量保證具有重要意義。

電鏡下的負極材料

電鏡下的隔膜

極片涂層輥壓過程微觀結(jié)構(gòu)演變示意圖

極片邊緣金屬毛刺

國儀量子掃描電子顯微鏡SEM3100

SEM3100是一款性能優(yōu)良的鎢燈絲掃描電子顯微鏡。

本型號電鏡可快速更換燈絲，使用維護更便捷。標配超大尺寸樣品倉，最大可支持樣品直徑370 mm，高68 mm，可在20至300,000倍下觀察樣品，最高分辨率可達3 nm，使用場景更為廣泛。

產(chǎn)品特點

1.大腔體設計， 三軸電動樣品臺或五軸電動樣品臺 （選配），可放置最大樣品直徑370mm，高68mm

2.純中文界面操作簡潔高效

3.穩(wěn)定的成像效果，超高的分辨率

4.多種探測器可供選配，滿足不同的應用需求

5.模塊化的結(jié)構(gòu)設計，易于維護及保養(yǎng)

6.符合人體工程學設計的旋鈕控制板 （選配）