鋰電池存在爆炸的安全隱患眾多嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-12 09:20
點擊量：次
通常一塊鋰電池正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)、單體外包裝等五大要素組成。當(dāng)年，索尼公司研制成功的第一批商用鋰電池，其正極由鋰的化合物鈷酸鋰制成，但由于鈷屬于稀有金屬，后來多采用錳、鐵、釩、鎳等以及高分子合成材料，甚至以空氣作為電極之媒介，不同的正極材料，其能量、安全性、工作電壓各異。
負(fù)極由石墨及各種混合、合成、復(fù)合材料擔(dān)當(dāng)。石墨分子的空間，是供鋰離子儲存的空間格子。
充電時，正極的鋰離子絕大部分轉(zhuǎn)移至負(fù)極的空格內(nèi)，當(dāng)負(fù)極上鋰離子過度積聚到一定極限，鋰離子就會溢出，生成枝狀晶體，這些晶體生長蔓延，刺破隔膜，使正負(fù)極接觸，于是短路就發(fā)生了，此時的短路會瞬間釋放出大量的熱，使容易發(fā)熱的和燃燒的電解質(zhì)沸騰起來，最終爆炸，稱為“熱失效”。此外高溫、刺穿、擊穿、金屬屑連通以及車輛碰撞造成對電池的擠壓都成為正負(fù)極短路出現(xiàn)熱失效的原因。
因此，盡管現(xiàn)在一些采用固體聚合物作為電解質(zhì)的鋰電池，因不會漏液降低了爆炸的可能性，但由于鋰電池是通過內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)將外界充進的電轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲藏到電池，同樣通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為輸出的電能，這樣的過程會產(chǎn)生溫度，一旦溫度過高，危險性也就隨之而來。
更何況鋰電池本身具有自放電的特征，即在電池外界不充、不放的條件下，它內(nèi)部正在進行程度快慢不一的化學(xué)反應(yīng)，電池性能優(yōu)異的自放電率低，反之則“自放電率”很高。這種內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會使得一部放在桌子上的音樂播放器在關(guān)機狀態(tài)發(fā)生自爆炸。
充電放熱、放電吸熱是鋰電池的一個特征，但有時候充電太快也會出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，這是因為化學(xué)反應(yīng)來不及將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時電池升溫則是化學(xué)能來不及轉(zhuǎn)化成電能所致，因此充電時一般由管理系統(tǒng)而無恙，但放電時反而會出問題。
基于這樣的原理，鋰電池放電的電流不宜太大，若電流太大、持續(xù)時間太長或許會使化學(xué)反應(yīng)劇烈而升溫發(fā)熱，乃至起火爆炸。
事實上，現(xiàn)在宣傳的有關(guān)于鋰電池能快充電、快放電的概念，是相對鉛酸電池等快一點而已，但若超出鋰電池充放電之極限，危險也許就在不遠(yuǎn)處潛伏。
至于鋰電池到底合適多大電流放電，應(yīng)由實際來定，但對于汽車行駛工況而言，瞬間大電流放電是常事，這對鋰電池來說是個考驗。
現(xiàn)在，充放電的過程是可控的，可以通過制造工藝、金屬粉末、灰塵、人工等降低危險性，但電池內(nèi)自身化學(xué)反應(yīng)目前尚難以控制。
由此看來，鋰電池在使用過程中，是一個微型“活火山”，報廢后的鋰電池似乎是一個“死火山”。報廢后只要不解拆解體，“五大要素”齊全，其化學(xué)反應(yīng)便不會中斷，只是程度降低，因此電池回收站將鋰電池單獨封存，視其為危險物品。
在分析了鋰電池的原理、產(chǎn)生故障的因素之后，研發(fā)者、制造商需要認(rèn)清鋰電池天使與魔鬼的雙重面孔，并需要找到一種辦法，將安全隱患降到最低。
如舞臺虎獅表演，必須由馴獸師來指揮，目前鋰電池之“獸性”尚未被人們弄清與掌握，在應(yīng)用于大容量儲電及車輛運行惡劣工況之條件下須慎重應(yīng)對。
