引起鋰離子電池過熱的原因主要是什么?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-08-17 09:31
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是過度充電。過充后極片上到處都是針狀鋰金屬結(jié)晶,引起微短路。因此,電池溫度會逐漸升高,最后高溫將電解液氣化,致使電池組內(nèi)壓增高。 不論是溫度過高使材料燃燒,還是電池組的外殼被撐破,都會導致外部空氣進入電池內(nèi)部發(fā)生激烈氧化反應,引起電池燃燒。需要說明的是由過充引發(fā)的自燃,并不一定發(fā)生在充電的過程之中。有可能電池溫度還未高到讓材料燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時,電池使用者就終止充電,而電池內(nèi)部積聚的熱量,慢慢的將電池溫度提高,經(jīng)過一段時間后,才發(fā)生自燃,甚至爆炸。 筆者認為這也許是為什么處于沒有使用狀態(tài)的充電寶會自燃的原因吧。對不起,我又要吐槽一些劣質(zhì)鋰離子電池了,其實目前許多鋰電池充電設(shè)備都有充滿電后自動斷開的功能,那是品質(zhì)不過關(guān)不能控制自己的電池簡直是在草菅人命啊。 至少我家手機是有這個功能的 反之,在過度放電狀態(tài)下,一方面電解液因分解導致電池特性及耐久性劣化,另一方面導致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,從而造成電池的永久性損壞,當再次充電使用時,極易出現(xiàn)內(nèi)部短路,引起過熱。 對于不同的鋰離子電池有著不同的熱穩(wěn)定極限溫度,鋰鈷氧化物電池為130℃,鋰錳氧化物電池為250℃,當超過這個溫度時,將會出現(xiàn)自燃。 二、鋰電池自燃的預防及應對方法 1、使用過程中預防自燃措施 a、使用與電池相匹配的充電器為電池充電; b、不要在手機充電的時候通話,手機充電時電池會產(chǎn)生熱量,如果同時再繼續(xù)通話,那么熱量就會快速提升,很容易引發(fā)危險; c、不要接觸水或者高溫(100℃以上)不止高溫,低溫也不行鋰離子電池充電的合理溫度范圍是0--45℃,放電的合理溫度范圍是-20 --60℃。如果電池充電時的溫度低于0℃,那么在電池的正極會析出金屬鋰,使電池對于震動或撞擊更加敏感,增加危險性; d、隨身攜帶鋰離子電池時,應注意遠離其它金屬物體; e、避免電池被過度充電或過度放電,二者都會破壞電池內(nèi)部的保護電路。 f、大量儲存鋰離子電池的地方,應注意控制環(huán)境溫度,避免外力的撞擊 g、最后一個是,非專業(yè)人士請不要隨意拆解電池,專業(yè)人士慎重拆電池。 小編認為,這些個金科玉律大家都應該“略懂”,但遵守起來應該是比較困難的。 2、鋰電池自燃后的應對方法 盡管采取了一系列的預防措施,但是鋰離子電池發(fā)生自燃的可能性仍然存在。如果發(fā)生鋰電池自燃,通常來說按照如下的步驟進行應急處理: a、首先切斷電源。如果電池正在充電過程中出現(xiàn)高熱、表面鼓脹、冒煙等現(xiàn)象時,預示著該電池將很快發(fā)生自燃,甚至發(fā)生爆炸,因此應該在第一時間切斷電源。 b、當電池出現(xiàn)自燃時,應立即對電池做持續(xù)的降溫處理,用水撲救是最理想的解決辦法。如果火勢較大,可以使用ABC 干粉滅火器或二氧化碳型滅火器撲滅明火,然后再用水給受損的電池持續(xù)降溫,持續(xù)關(guān)注自燃電池,如果仍舊是發(fā)熱,則繼續(xù)用水為電池降溫,直至完全冷卻。 由于鋰離子電池是一種化學燃燒,如果不給與連續(xù)冷卻,則在其內(nèi)部將會持續(xù)發(fā)生化學反應,燃燒。所以,鋰離子電池著火用礦泉水撲火是一個正確的姿勢,用“我”降溫沒錯!沒錯!沒錯! 而單純的單純的鋰金屬燃燒,屬于D 類火災,不能使用水作為滅火劑,CO2,BC和ABC 干粉滅火劑等常規(guī)滅火劑也不能使用。但是,鋰離子電池中,鋰以氧化物或鹽的形式存在,對水具有較強的惰性,因此用水撲救是安全的。 c、阻隔可燃物。在條件允許的情況下,迅速移開發(fā)生自燃的電池周圍的可燃物。鋰電池發(fā)生自燃后,產(chǎn)生高溫的電解質(zhì)煙霧和蒸汽,其密度大于空氣,因此可以沿著地面迅速向周邊擴散,引燃周圍的可燃物,進而引起更大范圍的火災。 e、不要對鋰電池用冰塊降溫。由于火是由化學反應引起的,用冰塊就像一座冰屋一樣蓋住了外部,而內(nèi)部的熱量散發(fā)不出來,持續(xù)的高溫進一步促使化學反應加劇,此時內(nèi)部溫度將急速升高,電解質(zhì)氣體大量積聚,進而引發(fā)電池的爆炸,其威力和破壞性比電池平靜的自燃更可怕。
研究人員在這種新型電池上覆蓋了一層塑料層,里面裝有鎳微粒,當電池發(fā)燙時,它就會自行切斷電流,當電池溫度恢復到安全水平時,又開始為設(shè)備供應電能。這樣它就能阻止電池因過熱而發(fā)生爆炸風險。
“人們已經(jīng)嘗試了不同方法來解決鋰離子突發(fā)著火事故。” 該研究團隊成員表示:“我們設(shè)計出了全世界第一款能夠在不‘犧牲’續(xù)航時間的情況下,能夠預防電池因過熱著火事故的電池。”
這項新技術(shù)的關(guān)鍵在于:電池能夠自行斷開電流,并在隨后自行恢復通電。盡管目前有一些鋰離子電池能夠在電池即將爆炸前切斷電流,但是它們無法重啟接通電源。
不過,目前這項技術(shù)還僅存在于研究實驗中,想要真正應用到手機上,可能還需要再等幾年時間。研究人員需要證明這項技術(shù)是安全可靠的,并且它的成本可以被智能手機廠商接受,來進行規(guī)模化生產(chǎn)。
傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟,但它們用在汽車上作為動力電池則存在較大的問題。目前,越來越多的汽車廠家選擇采用鋰電池作為新能源汽車的動力電池。
















