鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:918次 | 2021年12月01日
鋰離子電池和鉛酸蓄電池,哪一個(gè)更安全?
鋰離子電池和鉛酸蓄電池的安全性問(wèn)題一直是用戶爭(zhēng)議的一個(gè)點(diǎn),有人說(shuō)鋰離子電池比鉛酸蓄電池更安全,但有人卻想的恰好相反。從電池結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),目前鋰離子電池組基本都是18650電池進(jìn)行封裝,而鉛酸蓄電池則基本上也是密封性能很好的免維護(hù)性鉛酸蓄電池,兩者的危險(xiǎn)系數(shù)基本相當(dāng)。究竟誰(shuí)更安全,往下看就了解了!
鋰離子電池:
鋰離子電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰離子電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?;顫姡沟娩嚱饘俚某霎a(chǎn)、保存、使用,對(duì)環(huán)境要求非常高。所以,鋰離子電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,今朝鋰離子電池已經(jīng)成為了主流。
鉛酸蓄電池:
鉛酸蓄電池(VRLA),是一種電極重要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸蓄電池放電狀態(tài)下,正極重要成分為二氧化鉛,負(fù)極重要成分為鉛;充電狀態(tài)下,正負(fù)極的重要成分均為硫酸鉛。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一個(gè)單格鉛酸蓄電池的標(biāo)稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V;在使用中,常常用6個(gè)單格鉛酸蓄電池串聯(lián)起來(lái)組成標(biāo)稱是12V的鉛酸蓄電池,還有24V、36V、48V等。
鋰離子電池和鉛酸蓄電池相比,誰(shuí)更安全?
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,以保證電池組其它電芯的安全。另外,鋰離子電池組通常都會(huì)配備bMS保護(hù)板,它能夠精準(zhǔn)控制電池組中每一顆電芯的狀態(tài),筆直從根源上處理過(guò)充過(guò)放的問(wèn)題。
鋰離子電池bMS電池管理系統(tǒng)就可以給電池供應(yīng)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。
鋰離子電池組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)生熱分析,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。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
動(dòng)力鋰離子電池重要用磷酸鐵鋰,磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,難以分析,即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰相同結(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試驗(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。鋰離子電池組安全性較之已大有改善。
相反,鉛酸蓄電池缺乏bMS系統(tǒng)保護(hù)。鉛酸蓄電池在安全防護(hù)上除了安全閥之外仿佛就乏善可陳,bMS保護(hù)幾乎不存在,很多劣質(zhì)充電器甚至都無(wú)法做到洋溢后斷電,安全保障上與鋰離子電池相去甚遠(yuǎn)。再配上劣質(zhì)充電器,不出事兒是你人品好。
電動(dòng)汽車自燃爆炸常有發(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,假如再持續(xù)充電,就會(huì)萌生大量的氫、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,假如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,鉛酸蓄電池一旦過(guò)度充電,將提高爆炸的幾率。而目前市面上的鉛酸蓄電池并沒(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蓄電池危險(xiǎn)性極高。
最后還有一點(diǎn),假如是因?yàn)橐馔鉀_撞造成電池結(jié)構(gòu)遭到破壞,鉛酸蓄電池仿佛比鋰離子電池更安全一些。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。
從以上有關(guān)鉛酸蓄電池和磷酸鐵鋰離子電池的安全隱患內(nèi)容中,可以看出,鉛酸蓄電池最大的安全隱患問(wèn)題在于其構(gòu)成材料。鉛酸蓄電池的電極重要由鉛及其氧化物制成,電解液為硫酸溶液。這些構(gòu)成材料本身穩(wěn)定性就不太高,假如發(fā)生漏液或者爆炸事故,所造成的危害相較于鋰離子電池而言會(huì)高很多。
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鋰離子電池為何會(huì)爆炸?
⒈水份含量過(guò)高
水份可以和鋰電芯中的電解液反應(yīng),加工氣體,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,水份的分析電壓較低,充電時(shí)很容易分析生成氣體,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),鋰離子電池就會(huì)爆炸。
⒉內(nèi)部短路
由于內(nèi)部萌生短路現(xiàn)象,電芯大電流放電,萌生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會(huì)萌生高溫,使電解液分析成氣體,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。
⒊過(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)分析加工大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。
⒋外部短路
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,造成鋰離子電池內(nèi)部短路,因而爆炸。
總結(jié):從電池的安全冗余設(shè)計(jì)上來(lái)看,合格的鋰離子電池和鉛酸蓄電池都能夠充足保證用戶的使用安全,并不存在分明的安全性差異。到底是鋰離子電池好還是鉛酸蓄電池安全性更好好?現(xiàn)階段來(lái)說(shuō),還是鋰離子電池的安全系數(shù)更高,不然為何會(huì)有那么多電動(dòng)汽車選用鋰離子電池作為汽車的動(dòng)力來(lái)源呢?