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为什么锂电池过充会起火 电池产品的使用习惯被忽视

来源:宝鄂实业    2019-03-29 16:33    点击量:
电池中国网从北京市消防部门了解到,13日1时18分,119指挥中心接到报警,朝阳区一村民自建房发生火情,本次火灾造成5人死亡、8人受伤。经消防部门初步勘查,火灾系电动自行车起火引起。
 
  按照消防安全要求,电动自行车不允许摆放在在楼道里,必须在室外有单独的充电桩,但是现场起火的电动车,却从二层伸下接线板,并通过一根粗电线进行直接充电。数据显示,80%的电动车火灾发生在充电过程中,亡人火灾几乎全都发生在为电动车充电时段,起火原因多为电气故障。
 
   
图为起火的电动自行车
 
    为什么锂电池过充会起火?
 
  目前很多电动自行车已经使用锂离子电池。锂离子电池的充放电是一个化学反应过程,在平静的表面下,锂离子在正负极间来回奔走。锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子,锂离子经由电解液进入负极,并获得一个电子,还原为锂原子。放电时,过程则相反。
 
  锂电池的胀气、高温、爆炸等问题,通常与过充、过放以及大电流有关,三者会对电池造成损害。当过充发生时,正极材料内剩下的锂原子数量过少,导致电池容量形成永久性下降。在负极端,锂原子饱和之后,再充电会使锂金属堆积在负极材料表面,形成树枝状结晶。久之,锂枝晶会穿破隔膜,造成正负极短路。过充时,电解液等材料往往会裂解产生气体,造成电池外壳或压力阀鼓胀破裂,氧气堆积在负极表面的锂原子反应,导致爆炸。同样,过放时,也会对材料造成损害。
 
  此外,电流过大时,锂离子来不及进入材料内部,会聚集在材料表面,这些锂离子获得电子后,会在材料表面产生锂原子结晶,由于锂是化学周期表上最活泼的金属,锂原子易与氧气发生氧化反应而爆炸。
 
    电池产品的使用习惯被忽视
 
  当与动力电池相关的火灾发生时,总会让人联想到是动力电池的质量原因,这是对动力电池最大的误解。
 
  动力电池的使用习惯尤其是充电过程,对动力电池影响很大。即使是质量完全符合国家相关标准的动力电池,也架不住使用者的违规操作。这次北京朝阳区火灾为动力电池的使用习惯敲响了警钟,粗心大意往往酿成大祸。
 
  消防部门提醒:电动车一般白天使用,夜间停放充电,充电时间需要6至8个小时,用户在晚上八、九点插上电源充电,到凌晨两、三点基本充满,此时如果继续充电,电池、充电器就会过充、发热,有可能引起火灾。而此时人们一般处于熟睡状态,初起火灾难以被及时发现和扑救。
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?就动力电池而言,目前,三元锂电池磷酸铁锂电池包以及钛酸锂电池在电动车领域都有应用。磷酸铁锂电池,由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势,越来越多的活跃在电动客车市场。那么,钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?本文存能电气小编整理了一些资料供大家阅读。
 
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包的对比:
 
 钛酸锂电池:
 
钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂,可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外,它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。普通的钛酸锂电池容易发生胀气,导致电芯鼓包,电性能也会大幅下降,极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。
 
钛酸锂电池优点:
 
 
1、安全稳定性好
 
钛酸锂的电势比纯金属锂的电势高,不易产生锂晶枝,放电电压平稳,而且,因此提高了锂电池的安全性能。钛酸锂电池进行测试发现,在针刺、挤压、短路等严苛测试下,不冒烟、不起火、不爆炸,安全性远高于其他锂电池。
 
2、快充性能优异
 
与碳负极材料相比,钛酸锂电池具有较高的锂离子扩散系数,可高倍率充放电。在大大缩短充电时间的同时,对循环寿命的影响较小,热稳定性也较强。钛酸锂电池十分钟左右即可充满。
 
3、循环寿命长
 
钛酸锂电池完全充放电循环次数可达3万次以上,在作为动力电池使用10年之后,可能还能作为储能电池再用20年。用户在实际使用中不用更换电池,几乎不增加后期成本。
 
4、耐宽温性能良好
 
一般电动汽车在零下10℃时充放电就会出现问题,钛酸锂电池耐宽温性能良好,耐用性强,在零下50℃到零上60℃均可正常充放电,无论是在冰封的北国,还是在炎热的南方,车辆都不会因电池“休克”而影响工作,消除了用户的后顾之忧。
 
综上钛酸锂电池的优势,能大幅节省充电站场地建设和人员配置成本等,更适合在公交领域的推广应用。
 
钛酸锂电池缺点:
 
钛酸锂电池负极采用钛酸锂,相比负极用石墨的主流锂电池,市场份额十分小众。
 
能量密度低,成本高。特别是能量密度低是因为负极材料钛酸锂的原理性能决定,很难有大的突破空间。
 
至于钛酸锂电池宣称的使用寿命长,更难被认证。电池寿命还受到正极材料、电解液、隔膜、使用温度等综合影响。
 
磷酸铁锂电池包:
 
磷酸铁锂电池包是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。
 
磷酸铁锂电池包优点:
 
 
体积小,重量轻,锂电池包的体积是铅酸蓄电池体积的2/3,重量轻,只有铅酸蓄电池的1/3~1/4。
 
循环寿命长,磷酸铁锂电池包循环寿命有1200~2000次,但传统铅酸电池却只有500~900次。
 
充放电特性好,锂电池包充放电电能转换效率可大于97%,铅酸蓄电池充放电电能量转换效率约为80%左右。