EN

CN/EN

/
/
/
【锂电池会爆炸吗】锂电池很容易会爆炸吗丨锂电池为什么会爆炸?
【锂电池会爆炸吗】锂电池很容易会爆炸吗丨锂电池为什么会爆炸?
  • 发布时间:2019-11-21 11:40

【锂电池会爆炸吗】锂电池很容易会爆炸吗丨锂电池为什么会爆炸?

详情
    只要是锂电池,就有存在爆炸的风险,只是这是风险概率很小。但是一旦爆炸,容量越大的锂电池爆炸的威力就越大。
 
  计算一下,一颗满电2.6AH的18650型三元锂电池,所带电量为2.6*3.65*3.6=34.164千焦的能量。而一般手枪的枪口发射时产生的能量在2.2千焦左右.1焦耳相当于1牛顿的力使物体在力的方向上移动1米时所做的功,所以在手枪50米的范围内,可以轻松击杀敌人。想想看,一辆特斯拉需要使用7000多节3.4AH的18650型号锂电池哦。
  电池爆炸的一个重要诱因即是电池短路(即电池所在的电路中没有用电器,以至短时间内通过电池内部的电流过大的现象),而无论是电池短路还是过度充电(锂电池爆炸的另一个重要诱因,即电池充电电压高于其设定的上限),都会导致锂电池内部在短时间内积聚大量的热量和气体(锂电池工作时会生成气体),这样一来,为了释放压力,锂电池要么会激发内部的压力释放装置,压力过大就会直接使其外壳裂开,而这两种情况均会导致电池内部材料直接接触空气,从而发生燃烧,严重时就是爆炸了。总而言之,就是热失控。
 
  前面提到,锂电池爆炸有两个重要的诱因,一个是短路,一个是过充。短路很容易理解,就是电池正负极直接接触。第一,正常短时间内的,小面积内的短路所产生的热量其实很少,不会造成热失控。电芯本身设计时使用有个防爆阀,意思就是当电芯内部压力超过了一定的值时,就会冲开防爆阀,热量快速消散。第二就是正常使用的电池充电设备都防过充保护,当电池电压达到一定值时就会停止充电。第三电芯本身壳体就是钢壳,具有很好的保护性。
 
  锂聚合物电池用久了里面会产生气体,所以会膨胀。
 
  到一定程度的时候,电池外壳的封口处会漏液,所以还是不要用的好、为什么用锂离子电池?相较于其它种类的充电电池,锂离子电池有许多优点,这其中最重要的一个,就是它的能量密度。锂离子电池的电极一般是用锂化合物和石墨(纯碳)所构成,两者都是非常轻的材料,同时锂也是一个反应性非常强的元素,因此原子的键结中可以存放更多的能量。这两者相加,就意味着在现有的充电电池中,想拥有同样的蓄电量的话,锂离子电池是最轻的,适合手机、笔电、数字相机等随身物品使用。此外,锂离子没有记忆效应,也就是说锂离子电池不必先把电力放光才能再充电,而且蓄电量也不会太快减少,大约每个月减少0.1%的电力(算上保护回路的需求也才5%,镍氢电池大约每个月减少20%)。最后,它还可以历经数百次的充放电,依然生龙活虎。
 
  但锂离子电池也有缺点。其中最主要的一个,就是它的总蓄电力(最大电量)会随着出厂时间增加而减少--无论你用不用锂离子电池,出厂2~3年后电池的最大蓄电力都会大幅降低,甚至无法使用,因此「买了放着」是完全错误的做法。其次,锂离子电池很怕热,在高温的环境上最大蓄电量降低的效应会被加速,这部份后面会再补充。再者,锂离子电池也怕过放电,一但放电超过某个程度,电力可能会再也充不进去。当然,锂离子电池还有会爆炸的危险,这是大家都知道的。
 
  为什么锂离子电池会爆炸?这要从它的化学性质谈起...锂离子电池的化学小姜这里尽量不讲的太深入(其实是自已也不是完全懂orz),但简单来说,锂离子电池和所有充电电池一样,都有一个正极材料和一个负极材料,在这里正极材料是通常是锂钴氧(LiCoO2),而负极材料则有很多种,最常见的石墨(碳)。充电时锂钴氧中的锂离子会游过中间的电解质,附着在负极上,而放电(上图)时则是相反,从负极的碳游回锂钴氧这一侧。
 
  在一颗以石墨为负极的锂离子电池里,是用一层锂钴氧,一层装有电解质的分隔物、一层石墨为一组,一组一组的迭起来。在手机电池那种薄型电池中,里面就是这样一层一层迭起来的,而在笔电里则通常是把这一片片的材料卷成圆柱状,变成像3号电池那样的东西。在锂离子电池中,带有最大的危险的不是两个电极,而是中间的有机电解质溶剂,以易燃的醚类最多。当电池因为任何原因短路时,电池内能量会在短时间以热的形式释放出来,点燃这些做为溶剂的醚类,引发爆炸。
 
  过放电时锂离子会和锂钴氧直接发生反应,产生氧化锂和氧化钴。这个反应是不可逆,所以过放电的锂离子电池就等于报销了。
 
  在工研院得到的经验是:「怎么这么难爆啊!」在工研院,他们装了一台机器,用钻头刺穿平板状况的薄型电池,基本上必需要是新的、充饱电的电池才有最大的爆炸危险,只要是用过一段时间的电池,不仅最大电压会大为降低,而且里面使用的材料也会「钝化」,变得不那么容易反应。我们准备了一大堆旧电池准备要爆个过瘾,没有想到的是,不仅全部的旧电池都没爆掉,连全新的电池都不见得每颗都爆。这是不是说买二手的电池搞不好比较安全?
 
  但是爆炸是一回事,我们从探针上的温度计还是看到了非常可怕的温度,电池短路后内部温度常常在100度以上,想必这么烫一块东西放在裤子口袋里还是不可能舒服的吧!
 
  锂离子电池有什么安全措施?为了避免锂离子电池过热,甚至爆炸,现代的锂离子电池内建了许多自我保护的机制。首先,每颗锂离子电池(或在笔电的例子中,整组电池组)都内建了一颗控制芯片,这颗控制芯片会监控电池的电压(电池组的话,会监控其中每个电池的个别电压)和温度,超出设定的范围,芯片就会自动断电。此外,每颗电池还会设计排气孔,让因高温产生的气体可以顺利地排掉,不至于累积产生爆炸。
 
  这些保护措施对没有实体受到伤害的电池来说是足够了,但如果是被破坏(例如被穿刺)的锂电池怎么办?这就是工研院新研发的STOBA电池的强项了。STOBA电池在电解液内加入了一种「奈米级的高分子材料」,当受热时,这种高分子材料会聚合成一种具有隔离效果的薄膜,阻止锂离子的流动,切断暴走的短路电池继续加热电池的可能。这种技术不仅阻止电池爆炸,也阻止了电池可能过热的危险,大部份我们看到的实验,温度都没超过摄氏60度--还是会烫,但至少没有引燃周围可燃物的危险。
 
  另外两个影响蓄电量降低的因素,一是温度,二是电池充多饱。无论你做什么(或不做什么),锂电池的总蓄电量都是不断地在下降的,但高温和充到饱却会加速下降的速度。因此买一台不那么热情的笔电,不仅对生育能力有正面的帮助,对减缓电池的蓄电量的降低也是帮助很大的。另外,如果计算机有相关的设定的话,将电池充到八分饱能将蓄电量降低的速度减少为一半--意即如果每次都将电池充到饱,一年之后本来可以跑4小时的计算机只能跑2小时的话,那每次都只将电池充到八分饱,一年之后计算机还可以跑3小时。
 
  锂离子电池的电极一般是用锂化合物和石墨(纯碳)所构成,两者都是非常轻的材料,同时锂也是一个反应性非常强的元素,因此原子的键结中可以存放更多的能量。这两者相加,就意味着在现有的充电电池中,想拥有同样的蓄电量的话,锂离子电池是最轻的,适合手机、笔电、数字相机等随身物品使用。此外,锂离子没有记忆效应,也就是说锂离子电池不必先把电力放光才能再充电,而且蓄电量也不会太快减少,大约每个月减少0.1%的电力(算上保护回路的需求也才5%,镍氢电池大约每个月减少20%)。最后,它还可以历经数百次的充放电,依然生龙活虎。但锂离子电池也有缺点。
 
注:本文参考与网络,如有侵权请联系删除!!!
关键词:

搜索
搜索

地址:广东省深圳市龙岗区平湖街道上木古社区新河路77号5楼

邮箱:info@xtar.cc

电话:(+86) 755-25507076

(周一至周五: 9:00-18:00)

传真:(+86) 755-25507076

Copyright © 2019 深圳市爱克斯达电子有限公司   备案号:粤ICP备09125997号

网站建设:中企动力 龙岗