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锂电池容易爆炸吗?

作者:admin    来源:未知    发布时间:2019-10-18 09:06    浏览量:

这里,我们通过对锂电池的优缺点进行梳理,然后告诉你,锂电池是否安全。

1、优点:相较于其它种类的充电电池,锂离子电池有许多优点,这其中最重要的一个,就是它的能量密度。锂离子电池的电极一般是用锂化合物和石墨(纯碳)所构成,两者都是非常轻的材料,同时锂也是一个反应性非常强的元素,因此原子的键结中可以存放更多的能量。这两者相加,就意味着在现有的充电电池中,想拥有同样的蓄电量的话,锂离子电池是最轻的,适合手机、笔电、数字相机等随身物品使用。此外,锂离子没有记忆效应,也就是说锂离子电池不必先把电力放光才能再充电,而且蓄电量也不会太快减少,大约每个月减少 0.1% 的电力(算上保护回路的需求也才 5%,镍氢电池大约每个月减少 20%)。最后,它还可以历经数百次的充放电,依然生龙活虎。

2、缺点:它的总蓄电力(最大电量)会随着出厂时间增加而减少 -- 无论你用不用锂离子电池,出厂 2~3 年后电池的最大蓄电力都会大幅降低,甚至无法使用,因此「买了放着」是完全错误的做法。其次,锂离子电池很怕热,在高温的环境上最大蓄电量降低的效应会被加速,这部份后面会再补充。再者,锂离子电池也怕过放电,一但放电超过某个程度,电力可能会再也充不进去。

3、爆炸:为什么锂离子电池会爆炸?一般来说概率极低,锂电池爆约为百万分之一。高温也不会爆炸,但是会影响电池容量。一般在0-40℃使用是最理想的。这要从它的化学性质谈起,但简单来说,锂离子电池和所有充电电池一样,都有一个正极材料和一个负极材料,在这里正极材料是通常是锂钴氧(LiCoO2),而负极材料则有很多种,最常见的石墨(碳)。充电时锂钴氧中的锂离子会游过中间的电解质,附着在负极上,而放电(上图)时则是相反,从负极的碳游回锂钴氧这一侧。在一颗以石墨为负极的锂离子电池里,是用一层锂钴氧,一层装有电解质的分隔物、一层石墨为一组,一组一组的迭起来。在手机电池那种薄型电池中,里面就是这样一层一层迭起来的,而在笔电里则通常是把这一片片的材料卷成圆柱状,变成像 3 号电池那样的东西。在锂离子电池中,带有最大的危险的不是两个电极,而是中间的有机电解质溶剂,以易燃的醚类最多。当电池因为任何原因短路时,电池内能量会在短时间以热的形式释放出来,点燃这些做为溶剂的醚类,引发爆炸。过放电时锂离子会和锂钴氧直接发生反应,产生氧化锂和氧化钴。这个反应是不可逆,所以过放电的锂离子电池就等于报销了。锂离子电池很容易爆炸吗?在工研院得到的经验是:「怎么这么难爆啊!」在工研院,他们装了一台机器,用钻头刺穿平板状况的薄型电池,基本上必需要是新的、充饱电的电池才有最大的爆炸危险,只要是用过一段时间的电池,不仅最大电压会大为降低,而且里面使用的材料也会「钝化」,变得不那么容易反应。我们准备了一大堆旧电池准备要爆个过瘾,没有想到的是,不仅全部的旧电池都没爆掉,连全新的电池都不见得每颗都爆。这是不是说买二手的电池搞不好比较安全?XD但是爆炸是一回事,我们从探针上的温度计还是看到了非常可怕的温度,电池短路后内部温度常常在 100 度以上,想必这么烫一块东西放在裤子口袋里还是不可能舒服的吧!锂离子电池有什么安全措施?为了避免锂离子电池过热,甚至爆炸,现代的锂离子电池内建了许多自我保护的机制。首先,每颗锂离子电池(或在笔电的例子中,整组电池组)都内建了一颗控制芯片,这颗控制芯片会监控电池的电压(电池组的话,会监控其中每个电池的个别电压)和温度,超出设定的范围,芯片就会自动断电。此外,每颗电池还会设计排气孔,让因高温产生的气体可以顺利地排掉,不至于累积产生爆炸。综上所述,锂电池是很难爆炸的,也是很安全的,只是因为新兴事物,关注的人多,它的不足就会被无限放大。

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