鋰離子電池為何會(huì)爆炸?
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2021-11-28 20:41
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鋰離子電池更輕、更便宜、而且能量密度也更高。它已經(jīng)成為了如今充電電池的重要形式,從手機(jī)、筆記本電腦到汽車和商用噴氣機(jī)的各種物品都在使用鋰離子電池。但這種電池有一個(gè)小問題——它們不只會(huì)短路,還會(huì)起火爆炸。請(qǐng)看下面Gizmodo網(wǎng)站的解析: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)熱失控的原由有很多。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由還包括:環(huán)境溫度超過60°C,常常過充,未經(jīng)授權(quán)改裝外殼。
不管原由有什么,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:假如你加熱這種化學(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)致電池破碎。假如暴露在高溫環(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)常常發(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常常發(fā)生。例如在2006年,幾乎所有重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(tái)Powerbook和ibook。更緊要的是,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。小型電池包(比如數(shù)碼單反相機(jī)上的)惟有幾個(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(duì)較低。而波音787巨大的電池包就是另外一回事了: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)。
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