什么是锂电池，为什么锂电池会爆炸？
来源：宝鄂实业
2019-03-18 13:00
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尽管锂电池总体上非常安全，但它们偶尔会着火或爆炸。当这种情况发生时，比如三星的Galaxy Note 7的惨败，或者惠普最近的笔记本电脑召回事件，这一直是个大新闻。那么到底是怎么回事，为什么电池有时会砰的一声爆炸？让我们来一探究竟。
可充电的锂电池——广泛使用于笔记本电脑、手机、平板电脑里，以及几乎所有你拥有的现代设备，以及电动汽车和飞机——是支撑便携式设备发展的重要组成部分。如果没有锂电池，我可能就无法在咖啡店里写这篇文章，除非把电脑一直插在电源插座上。
锂电池内部到底是什么呢？
要理解为什么锂电池有时会失灵，你需要知道在盖子下到底在发生什么。在每一个锂电池中，都有两个电极——带正电的阴极和带负电的阳极——用一层薄的“微塑料”隔开，使两个电极无法接触。当对锂电池充电时，锂离子会从阴极通过分离器和导电流体的微孔到达阳极。当电池放电时，锂离子从阳极流向阴极时发生与之相反的情况。这是给笔记本电脑供电的反应。
小型电池，比如智能手机里的电池，通常只有一个锂离子电池。更大的电池，比如笔记本电脑，通常有6到12个锂离子电池。电动汽车和飞机上的电池可以有数百个电池
是什么让锂电池爆炸？
让锂电池变得如此有用的东西，也能让它们有着火或爆炸的能力。锂在储存能量方面非常出色。当它作为涓涓细流被释放时，它会为你的手机供电一整天。但当它一次性全部释放时，电池就会爆炸。
大多数锂电池起火和爆炸都是由于短路引起的。这种情况发生在塑料分离器失灵的情况下，从而让阳极和阴极直接接触。一旦这两极聚在一起，电池就会开始过热。
分隔器可能会失灵的原因有很多：
1、糟糕的设计或制造缺陷：电池的设计很差，就像Galaxy Note 7一样。在这种情况下，电池中没有足够的空间放置电极和分离器。在一些模型中，当电池被充电时，电极就会弯曲并导致短路。即使是设计好的电池如果质量控制不够严格或者制造有缺陷也会造成电池爆炸。
2、外部因素：极端高温肯定会造成分隔器失灵。电池离火源太近或者身处火中都会导致电池爆炸。其他的外部因素也会导致锂电池失效。如果使劲摔手机(或摔过多次)，都有可能损坏分离器，导致电极接触。如果你刺穿了电池(不管是偶然的还是故意的)，那么几乎肯定会造成短路。
3、充电器问题：质量差或绝缘性不好的充电器也会损坏锂电池。如果充电器短路或在电池附近产生热量，它就能造成足够的损坏，导致故障。这就是为什么我们建议只使用官方充电器(或者至少是那些来自信誉良好的品牌的高质量的第三方充电器)。
4、热失控和多电池：虽然与大多数智能手机中发现的单一电池不相关(iPhone X实际上有两个电池)，但只有一个电池单元失灵后第二个才会启动。一旦一个锂电池过热，就会产生一种叫做“热失控”的多米诺效应。“对于像特斯拉Model s这样有数百个电池的电池组来说，这可能是一个非常大的问题。
尽管锂电池有时会失败，但它仍是一种安全而成熟的技术。正因为如此，当电池突然爆炸时，它才会成为新闻，而这也显示出出现重大故障是多么的罕见。电池制造商为防止电池故障，安装了大量的防护措施，或者至少减轻了故障所造成的损害。
一度风光的磷酸铁锂电池，逐渐沦为动力电池市场“少数派”。数据显示，今年前三季度磷酸铁锂电池市场份额降至不足40％；而2016年占比超过70％。由于产能严重过剩，今年以来，磷酸铁锂材料价格同比下降约30％。
磷酸铁锂材料厂商面临困境的原因，主要在于新能源汽车市场的增量已由客车切换为乘用车，补贴政策导向及乘用车本身对高能量密度的追求，使得能量密度不够高的磷酸铁锂动力电池市场占比萎缩。同时，发展可期的储能领域短期难以起量。
为应对电池技术路线的切换，比亚迪、国轩高科等动力电池头部企业进行两手准备，提升磷酸铁锂性能的同时，蓄力发展三元电池。
对于三元电池原材料价格上涨，磷酸铁锂电池能否收复乘用车失地的问题仍存在争议。争论的焦点一是提高磷酸铁锂能量密度会否引发安全问题；二是补贴政策退出后，磷酸铁锂会否因为价格优势重新崛起。
一度风光的磷酸铁锂电池，逐渐沦为动力电池市场“少数派”。数据显示，今年前三季度磷酸铁锂电池市场份额降至不足40％；而2016年占比超过70％。由于产能严重过剩，今年以来，磷酸铁锂材料价格同比下降约30％。
磷酸铁锂材料厂商面临困境的原因，主要在于新能源汽车市场的增量已由客车切换为乘用车，补贴政策导向及乘用车本身对高能量密度的追求，使得能量密度不够高的磷酸铁锂动力电池市场占比萎缩。同时，发展可期的储能领域短期难以起量。
为应对电池技术路线的切换，比亚迪、国轩高科等动力电池头部企业进行两手准备，提升磷酸铁锂性能的同时，蓄力发展三元电池。
对于三元电池原材料价格上涨，磷酸铁锂电池能否收复乘用车失地的问题仍存在争议。争论的焦点一是提高磷酸铁锂能量密度会否引发安全问题；二是补贴政策退出后，磷酸铁锂会否因为价格优势重新崛起。
受挫乘用车市场
对磷酸铁锂材料厂而言，最大困境在于客车市场销售增速放缓，而储能领域难以短期上量。同时，受制于磷酸铁锂电池本身能量密度的短板，无法抓住乘用车这一高速增长的市场。
真锂研究的数据显示，2018年前三季度，在29.5GWh的动力电池总装机量中，EV乘用车市场前3季度累计装机16.1GWh，占比达54.4％，排名第一。单看今年9月的数据，电动乘用车实现装机3.31GWh，比去年的总和还多，同比增长高达165.6％。
“以前是得电动客车者得天下，现在是得电动乘用车者得天下。”墨柯说。
今年前三季度，在电动乘用车16.06GWh的总装机量中，13.98GWh采用三元电池，占比约为87％；而磷酸铁锂电池占比仅12％。“还有少数乘用车在用磷酸铁锂电池。比如，不追求高续航、用于城市通勤的乘用车，或者低速车。”天风证券分析师杨藻指出。
磷酸铁锂电池和三元电池能量密度差距有多大？“目前磷酸铁锂单体电芯能量密度约在140-150Wh/kg，电池系统能量密度约为110－120Wh/kg。而常见的三元电池单体电芯为200Wh/kg，系统能量密度约在140Wh/kg。”罗焕塔告诉中国证券报记者。
为何高能量密度成为电池厂、车企竞逐的目标？一方面受补贴政策引导。根据2018年6月实施的补贴新政，电池系统能量密度补贴门槛由2017年的90Wh/kg提升105Wh/kg，105（含）-120Wh/kg的车型按0.6倍补贴，120（含）-140Wh/kg的车型按1倍补贴，140（含）-160Wh/kg的车型按1.1倍补贴，160Wh/kg及以上的车型按1.2倍补贴。换言之，搭载磷酸铁锂电池的乘用车只能拿到0.6倍或1倍的补贴，而三元电池一般而言至少能拿到1倍以上补贴。
