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电池知识

影响锂电池安全的因素有哪些?锂电池自燃的预防及应急处置对策

来源:宝鄂实业    2019-04-20 17:22    点击量:

1)内部因素

  锂电池的电极材料以及电解质均有易燃性,受热(内部或外部)即可引起火灾,并分解产生气体,从而加剧了电池爆炸的可能性。而且现如今的高分子隔离膜强度都相对较低,在碰撞或过热情况下极易损坏这层薄膜,导致电池短路。

  同时,制造工艺的缺陷也极易引发锂电池安全问题。比如电芯极耳过长,与极片或壳体接触造成短路;极耳压迫卷芯,导致正负极短路;在两极之间留下金属粉末、铜箔、铝箔碎片等可能导致隔膜穿孔进而引发微短路等系列问题。

  2)外部因素

  影响锂电池安全的外部因素则相对较杂,比如过充电、外短路、猛烈撞击等均可能引发锂电池自燃。常见的外部因素

 

                                                       
  据美国FAA的相关统计数据表明:1991~2007年间所发生的电池事故中,27%是锂电池事故,而这些事故中,68%是由于内部或外部短路造成,15%是由于充电或放电造成,7%由于设备意外启动,10%为其他原因。由此进一步证明,各种因素直接或间接造成的电池内、外部短路,是导致锂电池安全事故发生的主要原因。 锂本身也属于没有稀少性问题,但有可能有潜在供应的风险的原物料,因为目前锂矿有7成可商业开采藏量来自于南美三国:阿根廷、玻利维亚、智利,不过这三国虽然也不乏政治经济上的风波,但目前为止三国的政经纷扰都没有影响到锂原料出口。而澳洲CobreMontana矿业公司正开发可利用较低含量矿石如云母提炼锂的技术,若顺利规模生产,那么世界上具有商业价值的锂蕴藏将大量增加,也就不用忧心来源过度集中的问题了。


  就“三星Note7手机爆炸事件”而言,手机爆炸燃烧与其锂电池的设计缺陷有直接关系,据《科技日报》报道,三星正是为了提升电池的能量密度、延长续航能力,采用了更薄的隔膜材料,才导致电池的阴极和阳极相接触,发生了电池自燃现象。

、锂电池自燃的预防及应急处置对策

  当前,锂离子电池制造商研发了多种方法来降低火灾风险,提高安全性能,例如在电池内部设置保护电路,包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护。

  1)锂电池自燃的预防方法

  尽管可以在电池的生产方面想办法提高安全性能,减少火灾发生的概率,然而消费者在使用过程中也应注意以下几个方面:

  ?使用与电池相匹配的充电器为电池充电。为了降低成本,市场充斥着大量的劣质充电器,虽然价格低廉,但是安全性能无法保障。电池充电器本质上是一个小型的变压器,如果与电池的性能不匹配的话,将会对电池造成损害。

  ?平时不使用的锂电池最好放置于结实的绝缘容器之内,并避免使其接触到水,或置于超过100℃的环境中。

  ?锂离子电池充电的合理温度范围是0~45℃,放电的合理温度范围是-20~60℃。如果电池充电时的温度低于0℃,那么在电池的正极会析出金属锂,使电池对于震动或撞击更加敏感,增加危险性。锂电池优点,体积小,容量大,缺点是寿命比18650短,因为使用不同设计和材料,有些内部有液体,有些是干性的或者是胶体性的,且大电流放电时性能不如18650的圆柱形电池,所以需要大容量小体积的用电设备,通常使用聚合物锂电池,最典型的表现就是手机、平板电脑等设备。

  ?避免电池被过度充电或过度放电,二者都会破坏电池内部的保护电路。

  ?大量储存锂离子电池的地方,应注意控制环境温度,避免外力的撞击。

  ?任何情况下都不要随意打开或拆卸电池,否则会造成电池电芯的短路。

  2)锂电池自燃的应急处置对策

  尽管采取了一系列的预防措施,但是锂离子电池发生自燃的可能性仍然存在。如果发生锂电池自燃,通常来说按照如下的步骤进行应急处理:

  ?首先切断电源。出现任何异常情况,应在第一时间切断电源。

  ?当电池出现自燃时,应立即对电池做持续的降温处理,用水扑救是最理想的解决办法。如果火势较大,可以使用ABC干粉灭火器或二氧化碳型灭火器扑灭明火,然后再用水给受损的电池持续降温,并且每5min检查一下已发生自燃的电池,如果仍旧是发热,则继续用水为电池降温,直至完成冷却。

  ?如果可能的话,将受损电池移至开放的安全区域,并迅速疏散周围的人群。

  ?在条件允许的情况下,迅速移开发生自燃的电池周围的可燃物。

  ?不要对锂电池用冰块降温。因为会导致内部热量散发不出来,持续的高温进一步加剧化学反应,此时内部温度将急速升高,电解质气体大量积聚,进而引发电池爆炸,其威力和破坏性比电池“平静的自燃”更可怕。

  ?即使出现了明火,也应避免使用泡沫灭火器,喷出的泡沫附着在电池外围形成热绝缘体,从而增加化学反应,产生更多的热量。

小结

  在本文中,我们从锂电池的分类、工作原理、危险性以及影响安全的因素等几个方面为大家详细解答了“锂电池为什么这么危险”这个疑问,并在文章最后给大家普及了锂电池自燃的预防及应急处置对策。

  我们相信,只要锂电池生产商严格按照质量标准生产和测试,只要使用者或托运者积极了解锂电池相关知识并遵守相关规定,有“锂”依旧可以走天下。