锂电池篇—为什么电动车着火,总是发生在充电时
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。
还在用错误的方法充电?锂电池充电方法正解在此
时下,手机、笔记本电脑甚至汽车等都在使用锂电池,这种电池作为二次电池,可以多次充电,使用方便。但对于锂电池充电方法,却存在着多种说法甚至是误区,那么,哪些是正确的锂电池充电方法?拿到一个新的电子设备,对于新的锂电池,如何正确充电呢?本文就给大家整理了常用的手机、电动车、汽车等锂电池充电方法,当然,知其然还要知其所以然,锂电池的正确使用离不开对锂电池充放电过程的了解。
一、电动车锂电池充电方法
第一、初次充电时,与平常充电一致,无需特别对待,充电八到十二小时即可。
第二、必须使用锂电池厂家所提供的专用充电器进行充电,充电时要先将充电器的输出端口连接电池,再将充电器连接电源。
第三、由于锂电池无记忆效应,可以随用随充,这对电池的寿命是有好处的,建议每次充电八到十二小时即可,最长不要超过一天时间。
第四、在长期不使用的情况下,需每两个月为锂电池充电两小时,否则会造成电池性能下降。此外,尽量不要当电池的电量完全放完后再进行充电,最好随用随充、浅充浅放。
二、手机锂电池充电方法
1、锂电池一般"保质期"为3年,无论用不用三年后衰减都会很快。锂电池的fullchargecycle也要注意,就是大约400-500次后衰减很快。就是看你先用到3年还是先充到次数。
2、锂电池除了怕低电量,还有就是怕热,特别是充电的时候,如果手机套散热差就要注意摘下来。锂电池长期不用的保存方法是充电至40%后放冰箱里,但切记不要冷冻。
3、不要总等到电耗光再充电,这会加快它的损耗。锂电池处于低电量时损耗比较大,长期处于40%-60%电量可以使它最长寿,但是对于经常使用的设备,这是不可能的,不过你可以让它总处于100%,也就是经常充电,冲完了不拔。它不会过充,而且这时使用的是电源的电,电池不会浪费chargecycle,所以有利于延长寿命。
4、锂电池充电时可以使用,电池并不是在一边放电一边充电,手机里有两个电路,一个给电池充电,一个直接通过AC给机器供电。
5、充完电后接在电源上使用不会对锂电池造成任何伤害,因为它是通过电源直接供电的,这样减少了充电次数反而还有利于延长电池寿命。
6、(有待讨论)总是在电池高于90%但低于100%时接电源充电对锂电池也不好,即总是"toppingoff"。Thinkpad的笔记本有个机制,可以让电池在90%以上时不充电。
7、通宵充电完全没有坏处,因为你没有在用它,它不会产生热量。个人认为过充,始终不是什么好事,最好不要夜晚充,部分地区夜晚时候电压不稳,对机器有害!!
三、正确的三元锂电池充电方法
1、用配套的充电器,将三元锂电池充满后,辅充一个小时,就可以了。
2、放电到还剩20℅左右,再充电,过度放电会损坏三元锂电池。
3、三元锂充电时尽量一次充满。
四、新锂电池正确充电方法
1、在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。
2、锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。
3、由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
五、锂电池充电方法的2个常见误区
1、对于新电池的充电方法,民间流传最多的是"前三次要充电12小时以上以激活电池",事实上,这种说法是错误的~~
原因一:这种说法是从镍电池延续下来的,但锂电池和镍电池的充放电特性有很大区别,对于锂电池而言,过放和过充都会对电池带来严重伤害,因此最好按标准时间和标准方法充电,切记不要充电超过12小时。
原因二:锂电池在充满电后会自动停充,但一直将其置于充电器上,可能会出现放电-充电循环,电池的充放电保护电路的特性可能会发生变化,电池处于危险的边缘。
2、"随用随充"还是"要用到自动关机,一点电都不剩了再充电"?很多人在买来新机时多会选择后者,但事实上并非必须。
原因一:锂电池的寿命一般为300~500个充电周期,假设一次完全放电提供的电量为1Q,不考虑每个充电周期以后电量会减少的情况,则锂电池共可以提供300Q~500Q的电力。若每次用1/2就充电,则可以充600-1000次;如果每次用1/3就充点,则可以充900-1500次;如果随机充电,则次数不定。总之,共可以补充进300Q-500Q的电力是恒定的。因此,锂电池寿命和电池的总充电电量有关,但和充电次数无关,深放深充或者浅放浅充对锂电池的寿命并无太大影响。
原因二:事实上,浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。因此,在日常的使用过程中,可以不用拘泥于用光电再充,可以随用随充,以方便为先。
六、锂电池充电过程详解
锂离子电池最适合的充电过程可以分为四个阶段:涓流充电、恒流充电、恒压充电以及充电终止。参考图1。
阶段1:涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时,先采用最大0.1C的恒定电流对电池进行充电。
阶段2:恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至 1.0C之间。恒流充电时的电流并不要求十分精确,准恒定电流也可以。在线性充电器设计中,电流经常随着电池电压的上升而上升,以尽量减轻传输晶体管上的 散热问题。
大于1C的恒流充电并不会缩短整个充电周期时间,因此这种做法不可取。当以更高电流充电时,由于电极反应的过压以及电池内部阻抗上的电压上升,电池电压会更快速地上升。恒流充电阶段会变短,但由于下面恒压充电阶段的时间会相应增加,因此总的充电周期时间并不会缩短。
阶段3:恒压充电—— 当电池电压上升到4.2V时,恒流充电结束,开始恒压充电阶段。为使性能达到最佳,稳压容差应当优于+1%。
阶段4:充电终止——与镍电池不同,并不建议对锂离子电池连续涓流充电。连续涓流充电会导致金属锂出现极板电镀效应。这会使电池不稳定,并且有可能导致突然的自动快速解体。
有两种典型的充电终止方法:采用最小充电电流判断或采用定时器(或者两者的结合)。最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流减小到0.02C至0.07C范围时终止充电。第二种方法从恒压充电阶段开始时计时,持续充电两个小时后终止充电过程。
上述四阶段的充电法完成对完全放电电池的充电约需要2.5至3小时。高级充电器还采用了更多安全措施。例如如果电池温度超出指定窗口(通常为0℃至45℃),那么充电会暂停。
看了上面的介绍,对于正确的锂电池充电方法心中有数了吧,从锂电池充电曲线图上也可以看出,锂电池充电过程分4个阶段,针对各阶段的特点,我们不仅能做到正确使用锂电池,同时更好的保护锂电池,避免可能造成锂电池损坏的不当操作。
(21ic整理自网络,编辑:王丽英)
相关问答
锂电池 为什么能 充电 ?因为锂电池里面含有正负极铜箔,电解液等通过充电产生化学反应储存电能锂电池的充电过程一般分为三个阶段:涓流充电、恒流充电和恒压充电。锂电池的具体知识如...
锂电池 就 是充电 电池吗?可充电电池大致分为四种:铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池;而锂电池又分为一次性锂电池和充电锂电池(锂离子电池);概括来说,锂离子电池...
【 锂电池的 充放电,常用1C、2C是何意?】作业帮[最佳回答]C是指电池的全部容量,如果是1C放电的话,就是在正好一个小时之内将电池完全放电.如果是2C充电的话,就是用半个小时(不是两个小时,反比关系)将电池由...
锂电池 出厂时自带的电是充进去的,还是生产出来就有电的?为什么?那种干电池,是一次性电池,生产出来的时候是有电的,那是化学物质反应输出电能,而锂电池这些可充电池,刚生产出来的时候是不没电的,和电解电容这些差不多道理...那...
锂电充满会自动断电吗?充满自动断电。当电池电压上升至4.2V时,停止充电。锂电池使用寿命相对较长,使用寿命可达到六年以上,具备高功率承受力,便于高强度的启动加速,自放电率低无...
锂电池是 用完 充电 还是随时 充电 ?电动车的锂电池电量还剩百分之20左右充电最佳,千万不要完全用完再冲,是还剩20左右就可以充电了,也不要充满,80以上就差不多了。锂电池的寿命是有限的,也就...
是不是所有的 锂电池 都可以 充电的 ?并不是所有的锂电池都可以充电,例如一些锂离子纽扣电池就不能充电,能够充电的锂电池多数是数码相机、数码摄像机、笔记本电脑的锂电池,外面市场上卖的5号、7号...
锂电池 要用完再充吗?因为锂电池是没有记忆的功能的,相比较而言它的寿命更长,也不需要用尽电量后再冲电,可以随用随充。2、锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料...1、不需要...
锂电池的充电 0.2C是一个什么名词?容量数C。比如20Ah锂电池,0.2C就是4Ah。充电电流按0.2C就是用4A电流,充电时间大约需要5小时。容量数C。比如20Ah锂电池,0.2C就是4Ah。充电电流按0.2C就是用4A...
锂电池 怎么 充电是 正确的?1、初次充电时,与平常充电一致,无需特别对待,充电八到十二小时即可;电动车锂电池怎么充电2、必须使用锂电池厂家所提供的专用充电器进行充电,充电时要...1...