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究竟是什么让锂电池发生了爆炸呢?

来源:宝鄂实业    2019-10-09 17:54    点击量:
当电池在受到一定中压的时候,电池的形状在外力的作用下发生了改变,像这样集中受力的电池单元正负极被迫发生了弯曲,直到正负极之间接触,电池短路了,电子在这一瞬间急剧地释放,产生了大量的热能。
 
在这个短暂的过程中,电解液转化成气体,使得电池不断地膨胀,最终包裹电池的箔袋被爆开,电火花点燃了空气中蒸发的电解质,整个电池组都笼罩在短路所带来的火和热中,周围的电池单元逐个发生了接下来的爆燃,直到整个电池组完全炸裂。
 
从本轮实验中看出,尽管锂电池或者由锂电池连接而成的充电宝不会轻易发生危险,但只要受到的外力足够大,就会引发燃烧爆炸。
 
所以在日常使用锂电池的过程中,我们一定要避免让它受到暴力磕碰以及挤压,在生活中因外力引起的电池爆炸燃烧事故还是相对较少,但根据公安部消防局统计,80%的电池爆炸燃烧事故,都是在充电过程中引发的。
 
过充实验
 
2014年元旦浙江萧山,手机在充电过程中爆炸起火,造成母子4人遇难,同年5月13日凌晨2点,浙江另一居民手机在充电时发生燃烧爆炸,这两起事故都是因为在手机电池充满电后继续进行充电造成的 ,那么是不是只要长时间充电就会引起电池爆炸燃烧呢?
 
记者准备了四个实验样品,分别放置在四个有机玻璃里,对它们进行过度充电,以模拟生活中手机充电宝长时间充电的情景。
 
 
 
生活中手机充电器的输出规格为0.9安培,我们就以这个电流对四个接近满电的实验样品进行继续充电,为了保证安全,我们在实验室门口架了一块防爆板,一人负责观测电池的现象,另一人则负责观测电流的变动。
 
开始实验后,电压4.2伏,代表锂电池已经达到满电状态,合格电池内的过流保护线路会侦测到危险,自动切断充电回路,停止输入电流,以避免手机电池因为过充而发生危险。
 
又等待了半个小时,劣质的电池也到了满电状态,但让人意外的是,它还是在继续充电,技术人员告诉我们,很可能这块劣质电池没有安装过流保护线路,如果继续充电,很有可能发生燃烧甚至爆炸。
 
 
 
又过了一个小时,合格充电宝到达满电状态时已经断电,而劣质的充电宝还没到达满电也就是目前只有劣质的充电宝和劣质的电池在继续充电,超过额定电压4.2伏后,继续充电会发生什么?电池究竟会不会燃烧爆炸,技术人员告诉记者,电压5.4伏是电池危险的临界点,一旦超过这个电压,随时都可能发生爆炸燃烧。
 
 
 
从高速摄影可以看到,电池在开始鼓胀后立即爆炸燃烧,一个小时后,劣质充电宝电压也开始急剧波动,劣质的充电宝电压在达到一定高度时,电压电流迅速降为零,但是等待了五分钟,充电宝并没有发生预想的燃烧爆炸,这又是怎么回事呢?就在大家开始松懈的时候,劣质的充电宝忽然发生了爆炸,告诉摄影记录了爆炸的瞬间,由过了两分钟,电池接着第二次爆炸。
 
 
 
从这次实验我们可以看出,过充电池的燃烧爆炸并不具有规律,通过我们实验室的监控录像,可以回访一下充电宝爆炸的全过程,18点46分,充电宝发生第一次爆炸,两分钟后,发生了第二次爆炸,18点49分充电宝发生最后一次爆炸。
 
我们实验进行到此,劣质的电池和充电宝在过充时相继发生了爆炸,而合格产品都在满电时,保护线路自动切断电流,从而没有发生危险,那么为什么过度充电会使得劣质的锂电池产品发生爆炸呢?
 
原因
过充后,极片上到处都是针状锂金属结晶,刺穿隔膜会发生微短路,轻则加剧自放电,重则使材料燃烧爆炸,总而言之锂电池的死穴就是过放和过充,解决的方法就是给每个单芯配套保护板,那么过度充电对于合格的锂电池产品来说,就没有任何危害了吗?
 
 
 
快充的过程,其实我们生活中都有经验,就像我们倒酒一样,如果我们平常正常充电的话,其实是一个缓慢的过程,在这个过程中,气泡会相对较少。
 
 
 
但如果要是快充的话,就会像我现在这样,看着很快酒杯就满了,但是实际上这里面,有大量的气泡,也就是说电池最终的电量看着满了,但是这里面很多都是虚电。
 
 
 
也就是说在快充的时候,这个锂离子突然间大量的从正极往负极涌动,然后在极短的时间,负极这边就感觉到自己好像已经充满了,这个时候就跟正极那边说,“好了,你们别过来了”,那么大量的锂离子就在电解液里面死去了,那么这个过程是不可逆的,这个过程会造成大量的锂离子在这个过程中损耗掉,从而极大地影响整个电池的容量,这个就是快充的危害。

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