锂电池都是化学电池吗？
来源：宝鄂实业
2019-08-27 08:36
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所有的锂电池都是化学电池，化学电池的原理是正极和负极之间的电子流动。锂电池在正负极材料之间有隔膜和电解液。如果一个电池正负极短路，就会发热，如果发热到一定程度，导致膨胀，电解液泄露，那么锂电池的正级就会暴露在氧气中，而锂是非常活泼的金属，当锂金属暴露在空气中时，会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。
为了提升安全性，锂电池通常用石墨及钴酸锂等材料来储存锂。这些材料的分子结构形成了纳米等级的细小储存格子，这些格子可以用来储存锂原子。而氧分子太大，进不了这些细小的储存格，锂原子就不会与氧气接触发生反应，从而避免爆炸，保证安全。
电池内还会再加上一种拥有众多细孔的隔膜，来防止短路。好的隔膜还可以在电池温度过高时，自动关闭细孔，让锂离子无法穿越，防止危险发生。
但是在实际使用中，发生外部短路时，电池温度会急剧升高造成电解液汽化（聚合物会膨胀），把电池外壳涨破，锂遇到空气中的氧气起火燃烧。
如果没有发生外部短路，但是电池在制造的时候不够精细，有小杂质刺透隔膜纸，造成内部短路，问题严重的时候，也会出现起火爆炸。
如果电池质量没有问题，但是电池过充。在过充情况下，负极会产生很多针状锂金属结晶，这些结晶也会刺破隔膜纸，造成内部短路，从而起火爆炸。
此外，高温、撞击、刺破都有可能破坏隔膜。在内部短路的情况下，问题往往是突然发生的。因为质量问题或者使用不当，电池内部已经发生短路，但是电池的热量在慢慢积累，你察觉不到。而当热量积累到一定程度，短路严重，达到一个临界点，就会造成起火或者爆炸，而之前没有任何预警。
上海特斯拉起火事件，当时车在正常停放，没有充电，不存在外部短路的问题，但是这辆车之前刚刚进行过超级快充，很可能是超级快充过程中出现了电池的内部短路，热量慢慢积累，到了车主停车到车库后发生燃烧。
没有100%的安全
既然锂电池这么不安全，为什么锂电池汽车还能大行其道呢？这要归功于电池包和新能源厂商的努力。
实际上，以特斯拉为代表的电池厂商为了安全做了很多道安全防范措施。
特斯拉的电芯正极附近装有温度保护装置，当电芯内部温度增高时，电阻会随之增高，起到限制电流的作用。在电芯内部有紧急切断装置，当电芯内部电流超过安全限值时会自动断开，从而切断内部电路。除此之外，电芯的材料燃点非常高，即使在热失控的情况下也不容易自燃。
在每个电芯的正、负极，特斯拉都设计了保险丝，如果某个电芯发生短路，此安全设计可以把故障电芯与系统之间的连接电路快速切断。
特斯拉还把电池分组，每个电池组之间也有保险丝，一旦一个电池组出问题，就可以迅速切断，避免连锁反应。
在电池包内，特斯拉还设置了复杂了冷却系统管路，用整体液冷把电池包的温度控制住，保持整个电池组温度一致。
在BMS方面，特斯拉一度被视为业界典范，它当初被追捧就是因为BMS能够监控到每一块电芯，在充放电时不出问题。
特斯拉的思路也被众多厂商所效仿。
但是，特斯拉这种层层安全的措施其实是有前提的，就是特斯拉用的是高能量密度低价格，但是相对比较危险的三元锂电池。
在特斯拉之前，电池路线有好几条，但是在特斯拉之后，磷酸铁锂、锰酸锂等相对安全的路线逐渐淡出，能量密度高，但是相对危险的三元方案成为主流。这增加的电动车的续航，但是危险性也相应增加。
