锂电池使用不当真的会爆炸吗?应该怎么安全使用锂电池
来源:宝鄂实业
2019-03-05 10:34
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尽管锂电池总体上非常安全,但它们偶尔会着火或爆炸。当这种情况发生时,比如三星的Galaxy Note 7的惨败,或者惠普最近的笔记本电脑召回事件,这一直是个大新闻。那么到底是怎么回事,为什么电池有时会砰的一声爆炸?让我们来一探究竟。
可充电的锂电池——广泛使用于笔记本电脑、手机、平板电脑里,以及几乎所有你拥有的现代设备,以及电动汽车和飞机——是支撑便携式设备发展的重要组成部分。如果没有锂电池,我可能就无法在咖啡店里写这篇文章,除非把电脑一直插在电源插座上。
锂电池内部到底是什么呢?
要理解为什么锂电池有时会失灵,你需要知道在盖子下到底在发生什么。在每一个锂电池中,都有两个电极——带正电的阴极和带负电的阳极——用一层薄的“微塑料”隔开,使两个电极无法接触。当对锂电池充电时,锂离子会从阴极通过分离器和导电流体的微孔到达阳极。当电池放电时,锂离子从阳极流向阴极时发生与之相反的情况。这是给笔记本电脑供电的反应。
小型电池,比如智能手机里的电池,通常只有一个锂离子电池。更大的电池,比如笔记本电脑,通常有6到12个锂离子电池。电动汽车和飞机上的电池可以有数百个电池
是什么让锂电池爆炸?
让锂电池变得如此有用的东西,也能让它们有着火或爆炸的能力。锂在储存能量方面非常出色。当它作为涓涓细流被释放时,它会为你的手机供电一整天。但当它一次性全部释放时,电池就会爆炸。
大多数锂电池起火和爆炸都是由于短路引起的。这种情况发生在塑料分离器失灵的情况下,从而让阳极和阴极直接接触。一旦这两极聚在一起,电池就会开始过热。
分隔器可能会失灵的原因有很多:
1、糟糕的设计或制造缺陷:电池的设计很差,就像Galaxy Note 7一样。在这种情况下,电池中没有足够的空间放置电极和分离器。在一些模型中,当电池被充电时,电极就会弯曲并导致短路。即使是设计好的电池如果质量控制不够严格或者制造有缺陷也会造成电池爆炸。爆炸类型分析电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。锂离子电池的安全性问题,不仅与电池材料本身性质有关,而且与电池制备技术和使用有关。
1、内部极化较大;
2、极片吸水,与电解液发生反应气鼓;
3、电解液本身的质量、性能问题;
4、注液时候注液量达不到工艺要求;
5、装配制程中激光焊接密封性能差,测漏气时漏气;
6、粉尘、极片粉尘首先易导致微短路;
7、正负极片较工艺范围偏厚,入壳难;
8、注液封口问题,钢珠密封性能不好导致气鼓;
9、壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度;
10、外面环境温度过高也是导致锂电池包爆炸的主要原因。
另外,对于手机锂离子电池,由于使用不当,如挤压、冲击和进水等导致电池膨胀、变形和开裂等,这些都会导致电池短路,在放电或充电过程放热引起爆炸。
如何防止锂电池包爆炸?
目前,针对锂电池包电解液易燃的问题,可以使用新的能量供给方式,例如利用人体动能给电子设备提供能量,目前这个方案还处于实验室阶段。另外一个很直接的方案就是在现有的电解液中增加阻燃剂。但是,为了完成阻燃性,就需要在电解液中添加大量的阻燃剂,这样会相应地降低电解液的离子导电性,显著影响锂电池包的电化学性能和能量密度。
最近,美国斯坦福大学的研究人员,制造了一种新型“智能”静电纺丝分离器,它具有热量触发机制,内部含有阻燃剂,可用于防止锂离子电池燃烧。
在这种结构中,阻燃剂包装在聚合物保护壳的内部,以防阻燃剂直接溶解到电解液中,从而给电池性能造成负面影响。当锂电池包内部的热量过高时,电池保护壳会因为高温而发生溶解,释放出阻燃剂,从而有效抑制高度易燃的电解液发生燃烧。
1.使用原装充电器:充电时间是锂电池包爆炸事件的高发期。原装充电器比兼容充电器更能保证电池安全。
2.使用可靠的电池:尽量购买原装电池或市面知名品牌电池,比如存能电气的锂电池,不要为省钱而购买“二手货”或“水货”,这类电池可能经过维修,不如原装电池可靠。
3.不要将电池组置于极端环境:高温、碰撞等都是锂电池包爆炸的重要诱因,尽量让电池处在一个稳定的环境中,远离高温的地方。
4.别尝试改装:改装后,电池可能处在之前未被考虑到的环境,增加了安全隐患。
如何安全使用锂电池包?
充电
虽然现在大部分的充电器都有判断电池电量充满后自动停止充电的功能,但仍有些充电器没有这些功能,因此,最好在电池电量充满前(比如98%、99%),或者是一看到充满电就立刻把充电器拔掉。另外,如果想要延长电池寿命,最好别让电池电量耗尽,甚至不要让电量低于20%。
锂电池包充电时一定要远离易燃物品,并将充电器放置在比较容易散热的地方。
以上就是锂电池包爆炸的原因及如何正确使用锂电池的方法。总之,随着材料技术的进步和人们对锂电池包设计、制造、检测和使用诸方面要求的认识不断加深,未来的锂电池会变得更安全。锂电池使用上面一定要加点小心,不要马虎大意,以免造成人身安全!