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锂电池爆炸的威力有多大?

来源:宝鄂实业    2019-08-14 11:54    点击量:
爆炸威力我也不知道怎么量化表征,我觉得带硬壳的锂离子电池爆炸起来还是很有破坏性的。就2.5Ah的18650爆炸起来,就可以把钢壳完全炸开,不是把盖子顶开那种,是把钢壳炸成一个片。
感性描述下锂离子电池的爆炸威力。外壳为铝合金,尺寸为20120300(mm)、电芯正极为锰酸锂的容量为50AH的电池做过冲测试时发生爆炸:3米高屋顶熏黑,离电池半米左右的墙炸穿一个洞(墙体是砖还是夹芯板忘了),门窗玻璃碎裂。还好炸的时候木有人。
 
知乎网友郑娜:携带用锂电池UL规范:扔到火里电池爆炸时要求爆炸半径不大于1m。当然,毫安时容量越大,爆炸威力越大。如同一个鞭炮和一挂鞭炮爆炸的区别。“例外:圆柱形电池容量小于300mAh或钮扣电池,如果测试表明没有这些危险则不要求标识。”
 
锂电池在满电量爆炸和空电量爆炸时能量有多大区别?
 
关于这个问题的争论有两个派别,一种人为爆炸和满点/空电没有关系(无关派),一种认为有关系(相关派)。
 
“如何爆炸?大家都知道电池是个铁皮的封闭体系(铝塑膜的会变成气球爆炸),而目前电池内部都是液体的有机电解质,当出现高热或者过充时,有机物非常容易分解气化,导致电池内压力骤升,从而导致爆炸。
 
从这里可以看出,爆炸主要是由于电解液的分解及气化导致,与满电,空电没有关系。如果从引发角度来看,满电的电池容易引发爆炸,而空电的不容易爆炸。这样看,满电电池爆炸的可能性及威力会比较大。”
“满电的电池和空电的电池爆炸起来区别还是很大的。这两种状态的电池爆炸起火的机理是不太一样。
所谓电池爆炸,并不是内部有火药、炸药之类的东西,能量一次性释放,可以计算其爆炸力的当量;其爆炸原因是因为密封较好的电池内部,因为充、放电过程中产生的气体及温升使内部压力增大,到外壳强度不能抵御内部压力的增加时,即可能发生破裂,当压力增加速度较慢,外壳破裂后压力立即下降到较低水平时,可能只是外壳“破裂”而不是“爆炸”,更没有东西能伤人;但如果内部压力因某种原因急剧增加,外壳破裂后,剩余的压力可能会将破碎的部分以较大的速度推出,就可能引起伤害事件;所以电池使用强调不能放入火中(引起温度急剧增加),不能过大电流充、放电等操作,因为即使正规电池,一旦保护系统不能承受非正常使用,也会发生意外:包括引起内部短路而导致失火。
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。
 
 
外壳为铝合金,尺寸为20*120*300(mm)、电芯正极为锰酸锂的容量为50AH的电池做过冲测试时发生爆炸:3米高屋顶熏黑,离电池半米左右的墙炸穿一个洞(墙体是砖还是夹芯板忘了),门窗玻璃碎裂。还好炸的时候没有人。
 
 
所以锂电池有着火、爆炸和燃烧的危险,不要重新充电、拆卸、挤压、加热超过212°F或焚烧。
 
 
锂电池爆炸一般有以下几种情况
 
 
1.过充爆炸
 
 
保护线路失控或检测柜失控使充电电压大于5V,造成电解液分解,电池内部发生剧烈反应,电池内压迅速上升,锂电池爆炸。
 
 
2.过流爆炸
 
 
保护线路失控或检测柜失控使充电电流过大造成锂离子来不及嵌入,而在极片表面形成锂金属,穿透隔膜,正负极直接短路造成爆炸。
 
 
3.超声波焊塑料外壳时爆炸
 
 
超声波焊塑料外壳时,由于设备原因使其超声波能量转移至电池芯上,超声波能量很大使电池内部隔膜熔化,正负极直接短路,产生爆炸。
 
 
4.点焊时爆炸
 
 
点焊时电流过大造成内部严重短路产生爆炸,另外,点焊时正极连接片直接与负极相联,使正负极直接短路后爆炸。
 
 
5.过放爆炸
 
 
锂电池过放电或过流放电(3C以上)容易使负极铜箔溶解沉积到隔膜上使正负极直接短路产生爆炸(很少发生)。
 
 
6.振动跌落时爆炸
 
 
电芯在剧烈振动或跌落时造成的电芯内部极片错位,直接严重短路而爆炸。
 
 
锂电池爆炸起火的原因
 
 
一、锂电池负极容量不足
 
 
当锂电池正极部位的负极部位容量不足时,充电时所产生的锂原子无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成结晶。在锂电池中长期形成结晶会导致短路,这时电芯急剧放电,会产生大量的热,烧坏隔膜。高温会使电解液分解成气体,当压力过大时,电芯就会爆炸。
 
 
二、水份含量过高
 
 
充电时,水份可以和锂发生反应,生成氧化锂,使电芯的容量损失,易使电芯过充而生成气体,水份的分解电压较低,充电时很容易分解生成气体,当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大,当电芯的外壳无法承受时,电芯就会爆炸。