鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:654次 | 2022年08月12日
簡述鋰電池的安全問題
鋰電池是一類以金屬鋰或者含鋰物質(zhì)作為負(fù)極材料的化學(xué)電源,鋰電池的出現(xiàn)和飛速發(fā)展是與20世紀(jì)60、70年代的石油危機(jī)密切相關(guān)的,近年來,由于環(huán)保以及人們生活方式變遷等多種原因(新能源汽車和智能手機(jī)等),市場上再次掀起了“鋰電熱”。
鋰是一種銀白色的金屬,由于金屬鋰在所有金屬中最輕(原子量為2.94)、標(biāo)準(zhǔn)電極電位最低(-3.05V相對標(biāo)準(zhǔn)氫電極)、質(zhì)量能量密度最大(3.86Ah/g),人們開始探索將鋰電池作為替代能源。
鋰-銀白色金屬
(網(wǎng)絡(luò))
鋰電熱給各行業(yè)帶來了眾多契機(jī)和企業(yè)利潤,但鋰電安全的問題也在頻頻發(fā)生,今年2月25日,南方特種一趟從廣州飛往上海的航航班在乘客登機(jī)的過程中,一旅客所攜帶的行李在行李架內(nèi)冒煙并出現(xiàn)明火,后南航官方公布消息,事發(fā)原因是因?yàn)槁每退鶖y帶的移動充電寶冒煙并著火。
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%
2月25日,南方特種航班旅客行李在機(jī)架上著火
(網(wǎng)絡(luò))
當(dāng)然,這并不是一起偶發(fā)事件,無獨(dú)有偶,2017年11月30日,武漢市東西湖區(qū)涇河街三店吳北路225號孚特電子科技有限公司發(fā)生火災(zāi),事件后來經(jīng)過警方調(diào)查,是因?yàn)橛晁疂B入電池內(nèi)部與金屬鋰發(fā)生化學(xué)反應(yīng),引發(fā)爆炸起火并導(dǎo)致相鄰倉庫物品被燒,系安全生產(chǎn)事故。
去年在珠海供北夏灣東升西街43號一單位發(fā)生火警,消防官兵迅速到場將火撲滅。事情的發(fā)生原因還是和充電寶引發(fā)火災(zāi)相關(guān)。
如果說南方特種充電寶著火是一次偶然事件,那么武漢和珠海發(fā)生的事件又該怎么解釋呢?歸根結(jié)底還是安全性問題。
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:勘探測繪、無人設(shè)備
是什么原因會導(dǎo)致鋰電池安全問題頻頻發(fā)生,是技術(shù)問題嗎?
當(dāng)然我們不能否認(rèn)某些公司或許存在技術(shù)上的問題,但我想,除了技術(shù)問題還會有一些外在人為因素在影響著鋰電池的安全問題!
由于環(huán)保政策的實(shí)施,新能源汽車已經(jīng)越來越多出現(xiàn)在我們的視野當(dāng)中,新能源汽車的火熱必然需要大量的電池,而鋰電池由于其具有比能量高、循環(huán)壽命長和對環(huán)境友好的顯著優(yōu)點(diǎn)而廣受好評,一些公司想要從當(dāng)前火熱的情況下而大賺一筆,若公司抓不住眼前的大好機(jī)會,后期市場慢慢飽和,他們將難以從中獲利,所以眾多公司當(dāng)然要牢牢抓住這眼前的這根救命稻草而改變公司的運(yùn)營情況,這就必然導(dǎo)致電池在生產(chǎn)過程中對電池的安全性能上的檢測過于疏忽,再加上目前市場上并未出現(xiàn)過多鋰電池安全問題的思考,一些企業(yè)也沒將它放在心上。
除了小編上面講到的因素以外,電池的安全問題當(dāng)然還會受到一些其他因素的制約。鋰電池出現(xiàn)安全問題,我們應(yīng)該怪誰?
嫌疑一:針刺、電路和擠壓(外力)
經(jīng)過多項(xiàng)研究我們發(fā)現(xiàn),如果電池的表面被針刺或擠壓,就會導(dǎo)致引發(fā)火災(zāi)等,這是因?yàn)殡姵匕l(fā)生短路或受到針刺和擠壓時(shí),往往很容易導(dǎo)致電池內(nèi)部的隔膜破裂,造成電池在極短時(shí)間內(nèi)有很大的電流流過,這就很容易導(dǎo)致電池的內(nèi)部溫度急劇升高,從而引發(fā)一系列的劇烈反應(yīng),甚至是發(fā)生燃燒、爆炸等安全問題。
嫌疑二:熱沖擊(溫度)
熱沖擊對電池安全的影響也是一個(gè)很重要因素,當(dāng)電池受到熱沖擊時(shí),由于電池導(dǎo)熱速率相對較慢,因此可以經(jīng)受較短時(shí)間的熱沖擊,如果熱沖擊的溫度較高,就會導(dǎo)致電池負(fù)極表面SEI膜發(fā)生分解。高度嵌鋰的負(fù)極材料就會與電解液發(fā)生放熱反應(yīng)。但是否發(fā)生危險(xiǎn)取決于電池散熱的速率,散熱速率慢,電池內(nèi)部溫度升高,隔膜熔化,反之亦然。
嫌疑三:過充電
過充時(shí),如果電池的散熱較好,或者過充電流很小,此時(shí)電池的溫度較低,過充后只發(fā)生電解液的分解,此時(shí)電池仍然安全,如果此時(shí)電池散熱較差,或者由于高倍率充電導(dǎo)致電池溫度很高而引發(fā)化學(xué)反應(yīng),而且此時(shí)過渡金屬氧化物正極材料由于嚴(yán)重脫鋰,化學(xué)活性顯著增加,往往導(dǎo)致比單純的熱沖擊更嚴(yán)重的安全問題。
電流對電流過程伴隨著焦耳熱的產(chǎn)生,當(dāng)電池產(chǎn)熱率大于電池散熱速率時(shí),就會導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控。此外,當(dāng)充電電流過大時(shí)可能會導(dǎo)致負(fù)極表面出現(xiàn)鋰鍍層,由此導(dǎo)致電池存在內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn)。
嫌疑四:正極材料
由于電池在生產(chǎn)構(gòu)造使用中的正極材料不同,當(dāng)電池的溫度升高,不同的正極材料的性能問題就顯現(xiàn)出來了,其中以磷酸鐵鋰為正極材料的電池安全性能最好,而鎳鈷錳酸鋰電池又好于鈷酸鋰電池,由于電池的其他部分基本相同,因此,正極材料的安全性就決定了電池的安全性能。
影響鋰電池出現(xiàn)安全問題的因素眾多,我們不能一棒子打死一群人,還是要從多方面考慮,盡量減少造成鋰電問題的外部因素,希望有關(guān)企業(yè)提高技術(shù)和檢測能力。用戶在使用過程中也要有所注意,保證我們的生活便利,真心不希望類似事故再次上演。