鋰電池自燃的防護(hù)措施有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-03 17:50
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常見(jiàn)的防護(hù)措施
外殼防護(hù)，為了防止空氣進(jìn)入，鋰電池都被封裝在密閉容器沖，并為了防止外力破壞通常配以不銹鋼外殼和鋁合金外殼。例如，特斯拉的電動(dòng)汽車(chē)，甚至采用了鈦合金防護(hù)板，以防止汽車(chē)使用中，尤其是交通事故中對(duì)電池容器的損傷。
隔膜阻斷保護(hù)，在防止外力破壞的同時(shí)，還要防止來(lái)自電池內(nèi)部產(chǎn)生的破壞。
通常為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸而短路，電池內(nèi)會(huì)有一層隔膜，一方面將正負(fù)極隔開(kāi)，一方面又允許帶電離子通過(guò)。
然而，在鋰電池中，隔膜還承擔(dān)著另一項(xiàng)防護(hù)職能。在電池溫度過(guò)高時(shí)，隔膜空隙會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，讓鋰離子無(wú)法穿越，從而終止整個(gè)電池的反應(yīng)。從而防止了電池由于溫度過(guò)高，使得其中的電解液氣化產(chǎn)生高壓，破壞電池密封結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。
過(guò)充電壓防護(hù)，不僅空氣要被阻隔在外，還要防止金屬鋰從電極中外泄。 科學(xué)家們通過(guò)電極材料的納米空隙和材料晶格機(jī)制，來(lái)存放和鎖住在充放電中形成的金屬鋰。
這樣一來(lái)，即使是電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，也會(huì)因氧分子太大進(jìn)不了這些細(xì)小的儲(chǔ)存格，而避免自燃的產(chǎn)生。
然而，用過(guò)高的電壓或充滿后繼續(xù)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的充電，會(huì)對(duì)鋰電池產(chǎn)生十分危險(xiǎn)的損害。
鋰電池充電電壓在高于額定電壓(一般是4.2V)后，如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極的儲(chǔ)存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰離子會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰離子由于極化作用，會(huì)形成電子轉(zhuǎn)移，形成金屬鋰，并由負(fù)極表面往鋰離子來(lái)的方向長(zhǎng)出樹(shù)枝狀結(jié)晶。
這些沒(méi)有電極防護(hù)的金屬鋰一方面極為活潑，容易發(fā)生氧化反應(yīng)而發(fā)生爆炸。另一方面，形成的金屬鋰結(jié)晶會(huì)穿破隔膜，使正負(fù)極短路，從而引發(fā)短路，產(chǎn)生高溫。在高溫下，電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂，讓氧氣進(jìn)入，并與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)生爆炸。
鋰電池充電時(shí)，一定要設(shè)定電壓上限和過(guò)充保護(hù)。在正規(guī)電池廠家出產(chǎn)的鋰電池中，都裝有這樣的保護(hù)電路。當(dāng)電壓超標(biāo)或電量充滿時(shí)自動(dòng)斷電。
