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锂离子电池着火原因及正确的灭火姿势介绍

来源:宝鄂实业    2019-03-18 16:34    点击量:
一、锂电池的组成及自燃原因
锂离子电池存在自燃的风险,内部短路,外部撞击,电池组过热都是产生锂离子电池自燃的主要原因。
 
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短路
锂电池由三个基本部分组成,①正极端,通常为锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物等;②负极端,通常为石墨材料,钛酸锂,锂硅,或者锗锂等;③电解质,通常为非水盐得有机溶剂,作为正负极锂离子移动的介质,同时作为电池绝缘体。这些电极材料及电解质都是易燃物,其隔膜很薄,通常只有2025nm,因此极易造成内短路。
 
 
示意:这叫短路,原理相似
市面上许多充电宝都是小作坊生产的,其生产品质不可靠如:电芯极耳过长,易与极片或壳体接触造成内短路,或极耳压迫卷芯导致正负极短路,或在两极之间留下金属粉末、铜箔、铝箔碎片等,更是增加了电池短路的几率。
 
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撞击
一项关于锂离子电池接受外力撞击的测试中显示,当一块锂离子电池受到重量为5kg 的重锤,从0.6 m的高度,做自由落体的撞击时,瞬间在其内部产生25J的能量,使电池的温度升高了120℃。锂离子具有较强的活性,因此该种电池对受到的外力非常敏感,当遭受撞击或从高处坠落时,电池组变会产生内热,进而引起电池自燃。
根据专业人士的分析,除了猛烈撞击外,一些品质不可靠的电池甚至可能在飞机飞行时颠簸+低气压的情况下引发自燃。
 
3
过热
引起锂离子电池过热的原因主要是过度充电。过充后极片上到处都是针状锂金属结晶,引起微短路。因此,电池温度会逐渐升高,最后高温将电解液气化,致使电池组内压增高。
 
不论是温度过高使材料燃烧,还是电池组的外壳被撑破,都会导致外部空气进入电池内部发生激烈氧化反应,引起电池燃烧。需要说明的是由过充引发的自燃,并不一定发生在充电的过程之中。有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时,电池使用者就终止充电,而电池内部积聚的热量,慢慢的将电池温度提高,经过一段时间后,才发生自燃,甚至爆炸。
 
对于不同的锂离子电池有着不同的热稳定极限温度,锂钴氧化物电池为130℃,锂锰氧化物电池为250℃,当超过这个温度时,将会出现自燃。
 
二、锂电池自燃的预防及应对方法
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使用过程中预防自燃措施
a、使用与电池相匹配的充电器为电池充电;
b、不要在手机充电的时候通话,手机充电时电池会产生热量,如果同时再继续通话,那么热量就会快速提升,很容易引发危险;
 
c、不要接触水或者高温(100℃以上)不止高温,低温也不行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;
 
d、随身携带锂离子电池时,应注意远离其它金属物体;
 
e、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。
 
f、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
 
g、最后一个是,非专业人士请不要随意拆解电池,专业人士慎重拆电池。
 
小编认为,这些个金科玉律大家都应该“略懂”,但遵守起来应该是比较困难的。
 
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锂电池自燃后的应对方法
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:
 
a、首先切断电源。如果电池正在充电过程中出现高热、表面鼓胀、冒烟等现象时,预示着该电池将很快发生自燃,甚至发生爆炸,因此应该在第一时间切断电源。
 
b、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,持续关注自燃电池,如果仍旧是发热,则继续用水为电池降温,直至完全冷却。
 
 
由于锂离子电池是一种化学燃烧,如果不给与连续冷却,则在其内部将会持续发生化学反应,燃烧。所以,锂离子电池着火用矿泉水扑火是一个正确的姿势,用“我”降温没错!没错!没错!
 
而单纯的单纯的锂金属燃烧,属于D类火灾,不能使用水作为灭火剂,CO2,BC和ABC干粉灭火剂等常规灭火剂也不能使用。但是,锂离子电池中,锂以氧化物或盐的形式存在,对水具有较强的惰性,因此用水扑救是安全的。
 
c、阻隔可燃物。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。锂电池发生自燃后,产生高温的电解质烟雾和蒸汽,其密度大于空气,因此可以沿着地面迅速向周边扩散,引燃周围的可燃物,进而引起更大范围的火灾。
 
e、不要对锂电池用冰块降温。由于火是由化学反应引起的,用冰块就像一座冰屋一样盖住了外部,而内部的热量散发不出来,持续的高温进一步促使化学反应加剧,此时内部温度将急速升高,电解质气体大量积聚,进而引发电池的爆炸,其威力和破坏性比电池平静的自燃更可怕。
 
f、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。