鋰電池和鉛酸電池相比誰(shuí)更安全？鋰電池為什么會(huì)爆炸？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-11-17 12:16
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從電池的安全防護(hù)角度來(lái)看，18650電芯上都設(shè)計(jì)有安全閥，不僅可以釋放內(nèi)部過(guò)大壓力，還會(huì)物理斷開(kāi)電池與外界的電路連接，相當(dāng)于將該電芯物理隔斷，以保證電池包其它電芯的安全。另外，鋰電池包通常都會(huì)配備BMS保護(hù)板，它能夠精準(zhǔn)控制電池包中每一顆電芯的狀態(tài)，直接從根源上解決過(guò)充過(guò)放的問(wèn)題。
鋰電池BMS電池管理系統(tǒng)就可以給電池提供十足的保護(hù)，功能就包括：充/放電高低溫保護(hù)；單節(jié)過(guò)充/過(guò)放電壓保護(hù)；充/放電過(guò)流保護(hù)；電芯均衡；短路保護(hù)；充電提醒等等。
鋰電池包的電解液為鋰鹽與有機(jī)溶劑的混合溶液，其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰，該材料在高溫下易發(fā)生熱分解，并與微量的水以及有機(jī)溶劑之間進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，降低電解液的熱穩(wěn)定性。
動(dòng)力鋰電池主要用磷酸鐵鋰，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。有報(bào)告指出，實(shí)際操作中針刺或短路實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，但未出現(xiàn)一例爆炸事件。鋰電池包安全性較之已大有改善。
相反，鉛酸電池缺乏BMS系統(tǒng)保護(hù)。鉛酸電池在安全防護(hù)上除了安全閥之外似乎就乏善可陳，BMS保護(hù)幾乎不存在，很多劣質(zhì)充電器甚至都無(wú)法做到充滿后斷電，安全保障上與鋰電池相去甚遠(yuǎn)。再配上劣質(zhì)充電器，不出事兒是你人品好。
電動(dòng)車自燃爆炸常有發(fā)生，多數(shù)都是電池充放電造成的，有專家解釋，鉛酸蓄電池的充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，充電到末期，兩極轉(zhuǎn)化為有效物質(zhì)后，如果再繼續(xù)充電，就會(huì)產(chǎn)生大量的氫、氧氣體。當(dāng)這種混合氣體濃度在空氣中占4%時(shí)，又來(lái)不及逸出，如果排氣孔堵塞或氣體太多，遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸，輕則損壞蓄電池，重則傷人、損物。也就是，鉛酸電池一旦過(guò)度充電，將提高爆炸的幾率。而目前市面上的鉛酸電池并沒(méi)有做任何的“過(guò)充保護(hù)”，這就讓充電中的尤其是充電末期的鉛酸電池危險(xiǎn)性極高。
最后還有一點(diǎn)，如果是因?yàn)橐馔鉀_撞造成電池結(jié)構(gòu)遭到破壞，鉛酸電池似乎比鋰電池更安全一些。不過(guò)在這種等級(jí)的事故中，電池材料早已暴露在開(kāi)放環(huán)境中，爆炸也就無(wú)從談起了。
鋰電池為什么會(huì)爆炸？
?、彼莺窟^(guò)高
水份可以和鋰電芯中的電解液反應(yīng)，生產(chǎn)氣體，充電時(shí)，可以和生成的鋰反應(yīng)，生成氧化鋰，使電芯的容量損失，易使電芯過(guò)充而生成氣體，水份的分解電壓較低，充電時(shí)很容易分解生成氣體，當(dāng)這一系列生成的氣體會(huì)使電芯的內(nèi)部壓力增大，當(dāng)電芯的外殼無(wú)法承受時(shí)，鋰電池就會(huì)爆炸。
?、矁?nèi)部短路
由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象，電芯大電流放電，產(chǎn)生大量的熱，燒壞隔膜，而造成更大的短路現(xiàn)象，這樣電芯就會(huì)產(chǎn)生高溫，使電解液分解成氣體，造成內(nèi)部壓力過(guò)大，當(dāng)電芯的外殼無(wú)法承受這個(gè)壓力時(shí)，電芯就會(huì)爆炸。
?、尺^(guò)充
電芯過(guò)充電時(shí)，正極的鋰過(guò)度放出會(huì)使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而放出的鋰過(guò)多也容易無(wú)法插入負(fù)極中，也容易造成負(fù)極表面析鋰，而且，當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時(shí)，電解液會(huì)分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。
?、赐獠慷搪?/div>
外部短路可能由于操作不當(dāng)，或誤使用所造成，由于外部短路，電池放電電流很大，會(huì)使電芯的發(fā)熱，高溫會(huì)使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞，造成鋰電池內(nèi)部短路，因而爆炸。
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