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鋰電池爆炸的威力有多大?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-08-14 11:54    點擊量:
爆炸威力我也不知道怎么量化表征,我覺得帶硬殼的鋰離子電池爆炸起來還是很有破壞性的。就2.5Ah的18650爆炸起來,就可以把鋼殼完全炸開,不是把蓋子頂開那種,是把鋼殼炸成一個片。
感性描述下鋰離子電池的爆炸威力。外殼為鋁合金,尺寸為20120300(mm)、電芯正極為錳酸鋰的容量為50AH的電池做過沖測試時發(fā)生爆炸:3米高屋頂熏黑,離電池半米左右的墻炸穿一個洞(墻體是磚還是夾芯板忘了),門窗玻璃碎裂。還好炸的時候木有人。
 
知乎網(wǎng)友鄭娜:攜帶用鋰電池UL規(guī)范:扔到火里電池爆炸時要求爆炸半徑不大于1m。當然,毫安時容量越大,爆炸威力越大。如同一個鞭炮和一掛鞭炮爆炸的區(qū)別。“例外:圓柱形電池容量小于300mAh或鈕扣電池,如果測試表明沒有這些危險則不要求標識。”
 
鋰電池在滿電量爆炸和空電量爆炸時能量有多大區(qū)別?
 
關于這個問題的爭論有兩個派別,一種人為爆炸和滿點/空電沒有關系(無關派),一種認為有關系(相關派)。
 
“如何爆炸?大家都知道電池是個鐵皮的封閉體系(鋁塑膜的會變成氣球爆炸),而目前電池內部都是液體的有機電解質,當出現(xiàn)高熱或者過充時,有機物非常容易分解氣化,導致電池內壓力驟升,從而導致爆炸。
 
從這里可以看出,爆炸主要是由于電解液的分解及氣化導致,與滿電,空電沒有關系。如果從引發(fā)角度來看,滿電的電池容易引發(fā)爆炸,而空電的不容易爆炸。這樣看,滿電電池爆炸的可能性及威力會比較大。”
“滿電的電池和空電的電池爆炸起來區(qū)別還是很大的。這兩種狀態(tài)的電池爆炸起火的機理是不太一樣。
所謂電池爆炸,并不是內部有火藥、炸藥之類的東西,能量一次性釋放,可以計算其爆炸力的當量;其爆炸原因是因為密封較好的電池內部,因為充、放電過程中產(chǎn)生的氣體及溫升使內部壓力增大,到外殼強度不能抵御內部壓力的增加時,即可能發(fā)生破裂,當壓力增加速度較慢,外殼破裂后壓力立即下降到較低水平時,可能只是外殼“破裂”而不是“爆炸”,更沒有東西能傷人;但如果內部壓力因某種原因急劇增加,外殼破裂后,剩余的壓力可能會將破碎的部分以較大的速度推出,就可能引起傷害事件;所以電池使用強調不能放入火中(引起溫度急劇增加),不能過大電流充、放電等操作,因為即使正規(guī)電池,一旦保護系統(tǒng)不能承受非正常使用,也會發(fā)生意外:包括引起內部短路而導致失火。
計算一下,一顆滿電2.6AH的18650型三元鋰電池,所帶電量為2.6*3.65*3.6=34.164千焦的能量。而一般手槍的槍口發(fā)射時產(chǎn)生的能量在2.2千焦左右.1焦耳相當于1牛頓的力使物體在力的方向上移動1米時所做的功,所以在手槍50米的范圍內,可以輕松擊殺敵人。想想看,一輛特斯拉需要使用7000多節(jié)3.4AH的18650型號鋰電池哦。
 
 
外殼為鋁合金,尺寸為20*120*300(mm)、電芯正極為錳酸鋰的容量為50AH的電池做過沖測試時發(fā)生爆炸:3米高屋頂熏黑,離電池半米左右的墻炸穿一個洞(墻體是磚還是夾芯板忘了),門窗玻璃碎裂。還好炸的時候沒有人。
 
 
所以鋰電池有著火、爆炸和燃燒的危險,不要重新充電、拆卸、擠壓、加熱超過212°F或焚燒。
 
 
鋰電池爆炸一般有以下幾種情況
 
 
1.過充爆炸
 
 
保護線路失控或檢測柜失控使充電電壓大于5V,造成電解液分解,電池內部發(fā)生劇烈反應,電池內壓迅速上升,鋰電池爆炸。
 
 
2.過流爆炸
 
 
保護線路失控或檢測柜失控使充電電流過大造成鋰離子來不及嵌入,而在極片表面形成鋰金屬,穿透隔膜,正負極直接短路造成爆炸。
 
 
3.超聲波焊塑料外殼時爆炸
 
 
超聲波焊塑料外殼時,由于設備原因使其超聲波能量轉移至電池芯上,超聲波能量很大使電池內部隔膜熔化,正負極直接短路,產(chǎn)生爆炸。
 
 
4.點焊時爆炸
 
 
點焊時電流過大造成內部嚴重短路產(chǎn)生爆炸,另外,點焊時正極連接片直接與負極相聯(lián),使正負極直接短路后爆炸。
 
 
5.過放爆炸
 
 
鋰電池過放電或過流放電(3C以上)容易使負極銅箔溶解沉積到隔膜上使正負極直接短路產(chǎn)生爆炸(很少發(fā)生)。
 
 
6.振動跌落時爆炸
 
 
電芯在劇烈振動或跌落時造成的電芯內部極片錯位,直接嚴重短路而爆炸。
 
 
鋰電池爆炸起火的原因
 
 
一、鋰電池負極容量不足
 
 
當鋰電池正極部位的負極部位容量不足時,充電時所產(chǎn)生的鋰原子無法插入負極石墨的間層結構中,會析在負極的表面,形成結晶。在鋰電池中長期形成結晶會導致短路,這時電芯急劇放電,會產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜。高溫會使電解液分解成氣體,當壓力過大時,電芯就會爆炸。
 
 
二、水份含量過高
 
 
充電時,水份可以和鋰發(fā)生反應,生成氧化鋰,使電芯的容量損失,易使電芯過充而生成氣體,水份的分解電壓較低,充電時很容易分解生成氣體,當這一系列生成的氣體會使電芯的內部壓力增大,當電芯的外殼無法承受時,電芯就會爆炸。
 

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