锂电池充电时,为什么容易着火
前不久,上海杨浦区一居民家中,发生了一起锂电池充电时爆炸起火的事故,场面十分危险。事实上,这样的新闻并不少见。
那么,为什么锂电池在充电时容易着火?有什么办法可以避免吗?视频加载中...
以下是图文版本的解说。
相较于铅酸电池,锂电池更容易发生爆炸起火事故,主要因为两者的电解液不同。铅酸电池的电解液一般是水溶液,不易起火;而锂电池里的电解液则是有机质 ,我们可以直接把它理解为汽油,属于易燃物 。
那么,为什么铅酸电池可以用水溶液,锂电池却要用相对危险的有机质作为电解液呢?简单来讲,是因为两者的最高电离电压有所不同。水溶液的最高电离电压为2V,而这个电离电压对于锂电池而言是远远不够的。 为了提高电能量密度,锂电池必须将有机质作为电解液。当有机质电解液被密封在电池这样一个狭窄的空间里面,就会存在一个较高的爆炸和起火的风险。
为什么充电时,容易引发锂电池的爆炸起火事故呢?负极的SEI膜(即固体电解质膜)破坏,是最主要的原因之一。和铅酸电池一样,锂电池也分为正负极,正极一般是锂的过渡金属氧化物,负极是石墨和碳。
而当负极表面的SEI膜被破坏,充电时产生的碳和锂的化合物无法正常到位,电池内部就会产生巨大的热量。而当温度上升,锂电池的正极就会自动析出氧气——当“温度上升、存在易燃物、存在氧气”这三大燃烧条件都具备时,爆炸起火的概率就急剧上升了。
正因为锂电池的正极在温度升高时,会自动释放氧气,因此我们无法通过隔绝氧气的办法来进行灭火,也就是说干粉灭火器都派不上用场。因此锂电池着火,是非常危险的。
那么,我们如何解决锂电池的安全性问题呢?这是一项系统性的工程,需要从电池的设计开始,到电池的保护板,再到充电,环环相扣地进行。所以购买了锂电池车款的用户,一定要按照规程使用电池,避免说明书上禁止的一些充电事项,并且建议大家一年左右进行一次电池的安全检查,防患于未然。
绿源的BMS电池管理系统,可以检查锂电池是否有损坏。如果存在问题,则会自动禁止充电。如果大家遇到锂电池充不进电的情况,千万不要通过将BMS板短路的方式,来继续给电池强行充电。而应该去专门的门店或者维修处,找到无法充电的原因,再对症下药解决问题。
锂电池爆炸到底有多可怕?一块残片告诉你!这三种情况最危险
8月14日
南京发生一起网约车爆燃事故
造成一死一伤
经查
乘客携带待维修的电动车锂电池组乘车
网约车行驶途中后座突然冒烟起火
最终造成不幸
详情回顾☞: 网约车爆燃冲向绿化带,司机烧伤乘客身亡...事故可能和一个背包有关
↑↑↑事件回顾
虽然这起事故的具体原因还在调查中
但锂电池一旦爆炸,威力真的不可小觑
有媒体曾报道过
一段电动滑板车充电时冒烟爆炸的视频
整个过程仅18秒,看完却让人心有余悸
导致锂电池爆炸的原因究竟是什么?它又有哪些危害?为了寻找答案,江苏广电融媒体新闻中心记者,来到国网江苏电科院的储能实验室,并邀请到电力专家孙磊工程师助力解答。
实验开始前,孙工程师先拿来了两块电池做对比,一块是完好无损的,一块是经过燃烧实验的。
可以看到,左边已经经过燃烧实验的电池,安全阀已经打开,呈现出黑糊状态,一些铝已经烧成熔融态。
今天模拟实验用的电池容量是86安时,大概相当于一个电动车用的电池单体的容量。
电池拆开后可以发现,内部是一层一层卷状的结构,就像蛋卷一样,一层是正极,一层是负极,还有一层是隔膜。
电池已经经过了一次燃烧实验,隔膜是有机物,比较容易燃烧,电池内部的导电物质是锂离子,可以通过隔膜在正负极之间来回穿梭输送电能。
但是在极端情况下,电池内部的正负极之间的隔膜,有可能会因为受热而产生收缩和融化。电池的正极和负极就会直接接触在一起, 瞬间产生大量电流,在电池内部产生巨大热量。
如果不能够及时抑制,热量有可能会持续产生,并且导致更多的隔膜融化,进而导致更多的正极和负极接触到一起,导致电池热失控,在极端的情况下会导致电池燃烧。
经过拆解实验可以发现,燃烧后的锂电池,不但外部损毁严重,内部也是严重变形,明显炭化。
孙工程师介绍,锂电池本来是一个能量存储的设备,它在一种有序的释放过程中会比较方便生活,但是在无序的或者失控的状态下,会释放能量造成危害。
在释放和失控的过程中,锂电池会产生一些可燃气体,甚至是一些有毒气体, 像硫化氢、氟化氢,对人造成损伤和危害。
锂电池的威力巨大,如若使用不当,后果相当危险!那么,在什么情况下,锂电池会出现安全隐患呢?
第一种是过充: 持续地给电池充电,而又没有保护措施,会存在很大的安全隐患。
第二种是短路: 内部短路可能是结构上的一些损伤,造成的内部的正极和负极直接接触,外部短路的话包括可能会有一些导电的铁丝、铜丝或者一些金属片,造成瞬间的大电流,可能会引发发热和电池的燃烧;
第三种是加热: 例如天气炎热,或者使用的环境温度比较高,也会造成电池内部的一些有机物的融化和收缩,造成电池正负极短接,最终会造成电池的燃烧和爆炸。
大家使用锂电池时
一定要注意安全使用!
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