鋰電池是如何儲(chǔ)存電量的?為什么有的鋰電池會(huì)發(fā)生爆炸?
鋰電池作為一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。隨著二十世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對(duì)電源提出了很高的要求。鋰電池的使用已經(jīng)成為主流,但人們對(duì)它卻知之甚少。
鋰電池是如何儲(chǔ)存電量的?為什么有的鋰電池會(huì)發(fā)生爆炸?成為大家關(guān)心的問題。接下來鉅大公司的工程師帶你們了解一下。
一、充放電原理
當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
同樣道理,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字——搖擺電池。
二、為什么鋰電池受到重壓后容易引起爆炸?
當(dāng)電池在受到一定重壓的時(shí)候,電池的形狀在外力的作用下發(fā)生了改變。像這樣,集中受力的電池單元正負(fù)極被迫發(fā)生了彎曲,直到正負(fù)極之間接觸,電池短路了。電子在這一瞬間急劇釋放,產(chǎn)生大量的熱量。在這個(gè)短暫的過程中,電解液轉(zhuǎn)化成氣體,使得電池不斷膨脹。最終包裹電池的箔袋被爆開,電火花點(diǎn)燃了空氣中蒸發(fā)的電解質(zhì),整個(gè)電池組都籠罩在短路所帶來的火和熱中。周圍的電池單元逐個(gè)發(fā)生爆燃,直至整個(gè)電池組完全炸裂。
三、如何正確使用鋰電池
1.應(yīng)避免完全放電(使用到黑屏斷電);
2.經(jīng)常對(duì)鋰電池充放電、未放盡時(shí)充電或使用外接電源、邊充電邊使用,或充電完成后繼續(xù)使用外接,均不會(huì)對(duì)電池造成額外的損耗;
3.長期不使用時(shí),應(yīng)將鋰電池取出,置于陰涼干燥處。切不要進(jìn)行冷凍,避免水氣侵蝕。避免放在高溫的汽車內(nèi)使用。如長時(shí)間保存,將電池充到40%后放置;
4. 作為筆記本用戶,如果多數(shù)時(shí)間是使用固定電源,可以取下電池置于陰涼處,但這只是出于對(duì)電池如溫度、濕度等環(huán)境因素的改善,并且出于保護(hù)電池蓋、金屬觸點(diǎn)的理念,建議不要因?yàn)槭褂猛饨与娫?,頻繁拆卸電池;
5. 避免購買備用的鋰離子電池進(jìn)行存儲(chǔ),因?yàn)殡姵丶幢悴皇褂?,其使用壽命也是在自然折損的,因此在電池有限的生存時(shí)間內(nèi),最大限度地使用才能體現(xiàn)電池價(jià)值。
一直以來,對(duì)于鋰電池和燃料電池,各有各的優(yōu)勢,也都有其不足之處,但是從目前來看,鋰離子電池已經(jīng)在各個(gè)方面都要比燃料電池更加有優(yōu)勢。說起鋰電池,現(xiàn)在市場上已經(jīng)被大規(guī)模的使用,而且看起來效果還是很不錯(cuò)的,前景也相當(dāng)?shù)暮?。其?shí),燃料電池早在一百多年前就被發(fā)明出來,但是一直沒有大規(guī)模的應(yīng)用,說明燃料電池還是有很多的不足之處。
從技術(shù)上角度來看,鋰電池的技術(shù)難度要比燃料電池簡單的多,制造一個(gè)燃料電池要比制造一個(gè)鋰電池困難太多,其次,在制造成本上,燃料電池所需要的催化劑成本非常之高,比鋰電池要高出好幾倍,如果是氫燃料電池,還需要一些交換膜,更加是增加了成本。
燃料電池還有不足的地方就是充電問題了,雖然燃料電池所使用的是甲醇和乙醇之類的燃料,但是他的充電卻不能像手機(jī)電池一樣,難道真的要去買一瓶甲醇或者乙醇回來加上嗎?顯然是不可能的。除此之外,燃料電池在功率的調(diào)節(jié)上也是比較困難的,由于燃料電池進(jìn)行反應(yīng)時(shí)需要一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境,所以沒法自如的調(diào)節(jié)電壓,因?yàn)樘嵘β市枰嵘磻?yīng)速率,而提升反應(yīng)速率會(huì)大大降低穩(wěn)定性,危險(xiǎn)系數(shù)增加。
但是,燃料電池并不是一點(diǎn)優(yōu)勢都沒有,相對(duì)于動(dòng)力電池鋰電池來說,在環(huán)境的保護(hù)上面,燃料電池是直接將燃料轉(zhuǎn)化為電能,清潔干凈。而且還很高效,燃料電池如果是電廠用來進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的話,能量利用率理論上接近85%的極限,普通的汽車用氫燃料電池也能接近或是達(dá)到50%。
















