鋰離子電池爆炸的新聞就是其不穩(wěn)定性的體現(xiàn)之一嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-06 08:17
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爆炸的原因主要有以下幾個：
第一是負(fù)極容量不足，即負(fù)極結(jié)構(gòu)中不能容納多余的鋰。這時，多余的鋰就只能附著在負(fù)極表面形成“鋰枝晶”，隨著充放電的進(jìn)行，“鋰枝晶”不斷長大最后刺破隔膜導(dǎo)致短路產(chǎn)生大量的熱引發(fā)爆炸，高溫也會使電解液分解產(chǎn)生大量氣體，當(dāng)外殼不能承受這些氣體帶來的壓力時，也會發(fā)生爆炸或起火。
第二是水含量過高。金屬鋰化學(xué)性質(zhì)活潑，與水劇烈反應(yīng)生成氧化鋰，氧化鋰中的鋰不能釋放導(dǎo)致電芯容量減少，電芯過充產(chǎn)生氣體，氣壓過高會導(dǎo)致爆炸。
第三是短路。若是由于電芯內(nèi)部短路或保護(hù)線路老化失效，則會造成電芯大電流放電，產(chǎn)生大量的熱，除了燒壞隔膜造成更大的短路，高溫還會使電解液發(fā)生分解產(chǎn)生大量氣體，引發(fā)安全隱患。若是外部短路一樣會造成內(nèi)部短路從而引發(fā)爆炸。
第四是過充。當(dāng)鋰離子過度放出無法嵌入到負(fù)極中，會造成“鋰枝晶”引發(fā)爆炸。并且，過充可能導(dǎo)致電壓升高，當(dāng)電壓高于4.5 V時，電解液發(fā)生分解進(jìn)而引發(fā)爆炸。當(dāng)然，一般合格電池都會安裝過流保護(hù)電路，當(dāng)電池達(dá)到滿電狀態(tài)時，過流保護(hù)電路會“偵測”到危險，自動切斷充電回路，停止輸入電流，能避免手機(jī)電池過充而發(fā)生危險。但當(dāng)未安裝過流保護(hù)線路或過流保護(hù)電路失效時，就會過充導(dǎo)致爆炸燃燒。
第五是暴力碰撞和外部擠壓。當(dāng)鋰離子電池受到外部強(qiáng)作用力時，可能會發(fā)生形變造成短路從而引發(fā)爆炸起火，這也是為什么鋰離子電池不能托運(yùn)的原因。
鋰電芯放電時也要有電壓下限。當(dāng)電芯電壓低于2.4V時，部分材料會開始被破壞。又由于電池會自放電，放愈久電壓會愈低，因此，放電時最好不要放到2.4V才停止。鋰電池從3.0V放電到2.4V這段期間，所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因此，3.0V是一個理想的放電截止電壓。
充放電時，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過大時，鋰離子來不及進(jìn)入儲存格，會聚集于材料表面。這些鋰離子獲得電子后，會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過充一樣，會造成危險性。萬一電池外殼破裂，就會爆炸。
因此，對鋰離子電池的保護(hù)，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會有一片保護(hù)板，這片保護(hù)板主要就是提供這三項保護(hù)。但是，保護(hù)板的這三項保護(hù)顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。
