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鋰電池為什么這么危險

作者:????來源:????發布時間:2019-08-30 14:11????瀏覽量:

     鋰是一種特別容易發生反應的金屬,外觀呈銀白色,非常柔軟、可伸展,且易燃。金屬鋰屬于遇水釋放易燃氣體的物質。

 

  A金屬鋰的屬性:

 

 ?、儆鏊虺睗窨諝鈺尫乓兹細怏w;

 

 ?、诔使腆w狀態時,當溫度超過其熔點180℃時,可自己燃燒;

 

 ?、鄢史勰r,可在室溫條件下燃燒;

 

 ?、芸蓪е聡乐刈苽案g。

 

  B芯或鋰屬于第9類危險品,其危險性取決于所含的鋰。

 

 ?、黉囯姵馗叨纫兹?;

 

 ?、诙搪?、過度充電、極限溫度、錯誤操作或其他錯誤情況下都能著火;

 

 ?、鄄还苁且驗閮炔吭蜻€是外部加熱或物理撞擊,它都能產生足夠的熱使毗鄰的電池也發生熱失控。鋰金屬電池釋放的電解質混合融化的鋰金屬,并伴有一個大的壓力脈沖。易燃電解質和熔融鋰金屬可產生爆炸混合物;

 

 ?、茉贑級貨艙的滅火劑哈龍1301(三氟一溴甲烷滅火劑),不能有效控制鋰金屬電池的著火。

 

  一、鋰電池的分類

 

  電池一般分為一次電池(不可反復充電)和二次電池(可反復多次充電)。而鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質的電池,一般分為兩類:鋰金屬電池和(包括鋰離子),其最主要的區別在于鋰金屬電池是一次電池,內含金屬態的鋰,如紐扣電池;而鋰離子電池是二次電池,不含有金屬態的鋰,如手機電池。

 

  其中鋰離子聚合物電池作為二次電池的代表,廣泛應用于手機、平板電腦等便攜電子產品。其原因在于利用聚合物串聯電池結構,使其僅需要少量液體電解質,因此該類電池并不需要硬質外殼做保護,形狀沒有限制,其包裝體積也可大大減少?;谶@些特點,鋰離子聚合物電池大有取代傳統鋰離子電池的趨勢。

 

  二、鋰電池的工作原理

 

  目前通常所說的鋰電池特指鋰離子電池,其正負電極由不同的鋰離子嵌入化合物組成,是一種實現化學能與電能相互轉化的裝置。其構造主要由電池正負極組成,如下所示。

 

  正極構造

 

  LiCoO2+導電劑+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)

 

  負極構造

 

  石墨+導電劑+增稠劑(CMC)+粘結劑(SBR)+集流體(銅箔)

 

  當鋰電池處于充電過程中時,通過充電器發送的電流對鋰離子(Li+)施加推力,從正極穿過電解質到達負電極后,以電化學能的形式存儲起來。當沒有更多的鋰離子從正極流向負極時,說明電池已經充滿電。在此過程中,在電池正負極之間產生的電化學驅動力,稱為終端電壓。如圖3。

 

  當鋰電池處于放電過程中時,附著在負電極的鋰離子開始遷移回正電極,過程中蓄電池繼續放電,終端電壓持續下降。一旦所有鋰離子從正極端子遷移完畢,電池完全放電,則需要再充電后使用。

 

  四、影響鋰電池安全的因素

 

  1)內部因素

 

  鋰電池的電極材料以及電解質均有易燃性,受熱(內部或外部)即可引起火災,并分解產生氣體,從而加劇了電池爆炸的可能性。而且現如今的高分子隔離膜強度都相對較低,在碰撞或過熱情況下極易損壞這層薄膜,導致電池短路。

 

  同時,制造工藝的缺陷也極易引發鋰電池安全問題。比如電芯極耳過長,與極片或殼體接觸造成短路;極耳壓迫卷芯,導致正負極短路;在兩極之間留下金屬粉末、銅箔、鋁箔碎片等可能導致隔膜穿孔進而引發微短路等系列問題。

 

  2)外部因素

 

  影響鋰電池安全的外部因素則相對較雜,比如過充電、外短路、猛烈撞擊等均可能引發鋰電池自燃。

 

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