鋰電池安全隱患大不大?
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2020-07-23 15:33
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鋰離子電池在各種數(shù)碼電子產(chǎn)品中都有,作為一種充電電池,比起傳統(tǒng)的水溶液二次電池,鋰離子電池比能量高、壽命長以及污染小等特點(diǎn)使得它得到廣泛的應(yīng)用。但是,這些特點(diǎn)也成為了鋰電池的致命傷,特別是比能量高。那么鋰電池都有哪些安全隱患呢? 針刺、短路、擠壓 當(dāng)鋰電池出現(xiàn)短路、針刺或擠壓的時(shí)候,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部隔膜破裂從而引發(fā)溫度突然爆炸式升高,最終出現(xiàn)爆炸的情況,特別是安全性能差的鋰電池,這個(gè)時(shí)間將會(huì)更加短,一般5秒左右就會(huì)爆炸。 熱沖擊 所謂的熱沖擊就是環(huán)境溫度突然升高的現(xiàn)象,如果溫度較高,那么會(huì)導(dǎo)致鋰電池負(fù)極表面SEI膜出現(xiàn)分解,從而引發(fā)放熱反映,電池散熱如果不好,那么內(nèi)部溫度就會(huì)迅速升高,從而出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。 過充 如果對鋰離子電池進(jìn)行過充,那么多余的電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,因此導(dǎo)致電池本體溫度升高出現(xiàn)損壞的情況。往往這個(gè)問題會(huì)出現(xiàn)在一些沒有過充保護(hù)的充電器或電子產(chǎn)品上。 廠商的安全措施 鋰離子電池有這么多問題,自然是要有足夠的安全措施才行的。廠商一般會(huì)采用常見的三種安全手段,一是熱封閉隔膜,當(dāng)出現(xiàn)針刺或擠壓的時(shí)候,能夠保證隔膜迅速黏連,阻止內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。二是隨著溫度升高而電阻變大的PTC電阻,當(dāng)電池出現(xiàn)問題時(shí),電阻變大,從而減小電流,保障電池安全,這點(diǎn)類似于保險(xiǎn)絲。三是安全閥,如果電池內(nèi)部氣壓增大,那么安全閥就會(huì)爆裂釋放內(nèi)部壓力從而保證電池不會(huì)出現(xiàn)爆炸的情況,一般圓柱形電池的正極都有安全閥。 雖然廠商對鋰離子電池使用了一些安全手段來保證電池的安全,但是當(dāng)我們在使用的時(shí)候也是要特別注意才行,對于可更換電池的設(shè)備,盡量使用原裝電池,同時(shí)充電時(shí)要保持通風(fēng)散熱,特別是手機(jī),最好別放在床上充電,以免積熱導(dǎo)致電池爆炸。在未來一段很長的時(shí)間內(nèi),鋰離子電池依然是主流選擇,而加強(qiáng)電池的安全性,也是目前多數(shù)廠商的努力方向,相信在不久后,鋰離子電池變得更加安全。
鋰電池、鋰離子電池是當(dāng)前市場最主流的電池,它被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品和汽車上,其適用性和可靠性經(jīng)得起時(shí)間檢驗(yàn)。但由于一些設(shè)計(jì)乃至它本身特性的影響,歷史上也發(fā)生了諸如三星手機(jī)門等電池自燃事件,因此電池安全問題的確值得我們關(guān)注。
對于汽車來講,動(dòng)力電池自燃的原因主要是熱失控,而最常見造成熱失控的原因又有激烈碰撞、系統(tǒng)短路等。
首先我們來聊第一點(diǎn),碰撞造成的燃燒。正如充電寶劇烈撞擊會(huì)自燃一樣,動(dòng)力電池遭受撞擊同樣會(huì)自燃。對于鋰離子電池來講,激烈碰撞所帶來的嚴(yán)重形變,會(huì)造成鋰離子電池內(nèi)部短路,電池所具備的能量將一口氣從短路點(diǎn)釋放出來造成局部升溫,進(jìn)而引起正負(fù)電極、電解液分解,形成熱失控。
可以說由碰撞引起的自燃,是最好防范同時(shí)也是最難防范的。目前的電動(dòng)汽車,動(dòng)力電池組都被布置在車底或后備箱底部,這些位置盡可能避免了激烈的碰撞,同時(shí)電池盒的設(shè)計(jì)也能夠在一定程度上保護(hù)電池組,這就是它容易防范之處。
而就像傳統(tǒng)燃油車在激烈碰撞或翻車后也會(huì)引燃油箱一樣,當(dāng)車速過快電動(dòng)車的動(dòng)力電池組依然會(huì)遭受劇烈撞擊。目前C-NCAP已經(jīng)對電動(dòng)汽車碰撞測試作出規(guī)范要求,測試標(biāo)準(zhǔn)為64km/h的正面碰撞,也就是說即便是五星安全的電動(dòng)汽車,在這一時(shí)速之上遭受碰撞,動(dòng)力電池依舊存在自燃可能。
系統(tǒng)短路引起的自燃就與動(dòng)力電池的老化和壽命有關(guān)了。為了隔絕電池組與外界雨水,動(dòng)力電池總成密閉性通常都很高,一般來講需要通過IP67標(biāo)準(zhǔn)。但伴隨使用時(shí)間的提升,其密閉性勢必會(huì)有所下降,雨水等的滲入也會(huì)導(dǎo)致電池短路進(jìn)而引起自燃。
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