鋰離子電池爆炸的原因是什么？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-10 20:16
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鋰離子電池之所以會(huì)有爆炸傾向，都是一個(gè)名為“熱失控”（thermalrunaway）的過程惹的禍。本質(zhì)上而言，“熱失控”是一個(gè)能量正反饋循環(huán)過程：升高的溫度會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱升高溫度，這又反過來又讓系統(tǒng)變得更熱。熱失控是很常見的現(xiàn)象，從混凝土養(yǎng)護(hù)（會(huì)釋放熱量）到恒星爆炸（超新星是宇宙級熱失控的產(chǎn)物）的大量物理和化學(xué)過程中，都有可能會(huì)出現(xiàn)熱失控。
鋰離子電池出現(xiàn)熱失控的原因有很多。比如一塊9V電池的兩端被一個(gè)硬幣橋接起來時(shí)，隔離鋰離子電池負(fù)極和正極的膜狀物出現(xiàn)的撕裂就會(huì)導(dǎo)致短路，而短路往往又會(huì)引起熱崩潰。鋰離子電池起火的原因還包括：環(huán)境溫度超過60°C，經(jīng)常過充，未經(jīng)授權(quán)改裝外殼。
不管原因是什么，經(jīng)歷這個(gè)反應(yīng)的都是電池中的氧化鈷化學(xué)物。Valence科技公司的研發(fā)副總裁喬·拉穆勒（JoeLamoreux）解釋說：“如果你加熱這種化學(xué)物，達(dá)到了一定溫度，它就開始自發(fā)熱，然后發(fā)展成起火和爆炸。”在某些情況下，這種有機(jī)電解液釋放壓力會(huì)導(dǎo)致電池破裂。如果暴露在高溫環(huán)境下，或者是遇到火花，它也有可能會(huì)燃燒。
雖然這種無法控制的反應(yīng)不會(huì)經(jīng)常發(fā)生，但鋰離子電池的數(shù)量基數(shù)太大，讓我們覺得這種事故經(jīng)常發(fā)生。例如在2006年，幾乎所有主要的筆記本電腦制造商——蘋果、惠普、東芝、聯(lián)想、戴爾和其他公司——都在接到少量電池出現(xiàn)過熱狀況的報(bào)告后召回過產(chǎn)品。單是蘋果一家，就在出現(xiàn)了9個(gè)有效報(bào)告后召回了180萬臺PowerBook和iBook。更重要的是，電池的大小、配置和電池單元（cell）的數(shù)量都會(huì)影響到熱失控的強(qiáng)度。小型電池組（比如數(shù)碼單反相機(jī)上的）只有幾個(gè)電池電源，所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機(jī)會(huì)相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了：它們裝在密封的金屬盒里，不能排放余熱，其結(jié)果就是，當(dāng)一個(gè)電池單元熱到足以點(diǎn)燃電解質(zhì)時(shí)，其余的電池單元就會(huì)迅速跟進(jìn)。
鋰離子電池出現(xiàn)熱失控的原因有很多。比如一塊9V電池的兩端被一個(gè)硬幣橋接起來時(shí)，隔離鋰離子電池負(fù)極和正極的膜狀物出現(xiàn)的撕裂就會(huì)導(dǎo)致短路，而短路往往又會(huì)引起熱崩潰。鋰離子電池起火的原因還包括：環(huán)境溫度超過60°C，經(jīng)常過充，未經(jīng)授權(quán)改裝外殼。
不管原因是什么，經(jīng)歷這個(gè)反應(yīng)的都是電池中的氧化鈷化學(xué)物。Valence科技公司的研發(fā)副總裁喬·拉穆勒（JoeLamoreux）解釋說：“如果你加熱這種化學(xué)物，達(dá)到了一定溫度，它就開始自發(fā)熱，然后發(fā)展成起火和爆炸。”在某些情況下，這種有機(jī)電解液釋放壓力會(huì)導(dǎo)致電池破裂。如果暴露在高溫環(huán)境下，或者是遇到火花，它也有可能會(huì)燃燒。
雖然這種無法控制的反應(yīng)不會(huì)經(jīng)常發(fā)生，但鋰離子電池的數(shù)量基數(shù)太大，讓我們覺得這種事故經(jīng)常發(fā)生。例如在2006年，幾乎所有主要的筆記本電腦制造商——蘋果、惠普、東芝、聯(lián)想、戴爾和其他公司——都在接到少量電池出現(xiàn)過熱狀況的報(bào)告后召回過產(chǎn)品。單是蘋果一家，就在出現(xiàn)了9個(gè)有效報(bào)告后召回了180萬臺PowerBook和iBook。更重要的是，電池的大小、配置和電池單元（cell）的數(shù)量都會(huì)影響到熱失控的強(qiáng)度。小型電池組（比如數(shù)碼單反相機(jī)上的）只有幾個(gè)電池電源，所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機(jī)會(huì)相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了：它們裝在密封的金屬盒里，不能排放余熱，其結(jié)果就是，當(dāng)一個(gè)電池單元熱到足以點(diǎn)燃電解質(zhì)時(shí)，其余的電池單元就會(huì)迅速跟進(jìn)。
