如何防止鋰離子電池爆炸

鋰是元素周期表上最小、最生動(dòng)的金屬。由于其體積小，容量密度高，深受客戶和工程師的歡迎。然而，化學(xué)反應(yīng)太活躍，它帶來(lái)了很高的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)鋰暴露于空氣中時(shí)，它會(huì)與氧氣發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)。為了提高安全性和電壓，科學(xué)家們已經(jīng)使在石墨和鋰鈷氧化物等材料中儲(chǔ)存鋰原子成為可能。

這些數(shù)據(jù)的分子結(jié)構(gòu)形成了納米級(jí)的微電池，可以用來(lái)存儲(chǔ)鋰原子。這樣，即使電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，氧分子也太大，無(wú)法裝入微小的電池中，所以鋰原子不會(huì)與氧氣接觸，從而防止其爆炸。鋰離子電池的這一原理使人們?cè)谶_(dá)到高容量密度的同時(shí)還能達(dá)到安全的目的。

當(dāng)鋰離子電池充電時(shí)，鋰原子失去電子并氧化成鋰離子。鋰離子通過電解液游向負(fù)極，進(jìn)入負(fù)極存儲(chǔ)單元，獲得電子，電子被還原為鋰原子。當(dāng)卸貨時(shí)，整個(gè)過程是相反的。為了防止電池正極和負(fù)極直接接觸而引起的短路，在電池上加了許多小孔的隔膜紙，以防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉細(xì)孔，使鋰離子不能通過，以免浪費(fèi)功夫，防止風(fēng)險(xiǎn)。

保障措施

鋰離子電池電池過充電壓高于4.2v，就會(huì)開始出現(xiàn)副用途。壓力越大，風(fēng)險(xiǎn)越大。當(dāng)鋰離子電池電壓高于4.2v時(shí)，只有不到一半的鋰原子留在陽(yáng)極數(shù)據(jù)中，電池經(jīng)常會(huì)崩潰，從而永久降低電池容量。假如電池持續(xù)充電，后續(xù)的鋰金屬會(huì)堆積在負(fù)極表面，因?yàn)樨?fù)極存儲(chǔ)室已經(jīng)充滿了鋰原子。這些鋰原子從負(fù)極表面向鋰離子方向生長(zhǎng)出樹枝狀晶體。這些鋰晶體將通過隔膜紙，短路陽(yáng)極和陰極。

有時(shí)發(fā)生短路電池破裂之前,因?yàn)樵谶^度充電過程中,電解液和其他信息會(huì)分解出現(xiàn)氣體,導(dǎo)致電池殼或壓力閥膨脹和打破,讓氧氣進(jìn)入和反應(yīng)的鋰原子在負(fù)表面積累,然后爆炸。因此，鋰離子電池充電時(shí)，必須設(shè)置一個(gè)電壓上限，才能兼顧電池的壽命、容量和安全性。最理想的充電電壓上限為4.2v。鋰離子電池放電也必須有一個(gè)較低的電壓限制。當(dāng)電池電壓低于2.4v時(shí)，一些數(shù)據(jù)在開始時(shí)會(huì)被損壞。而且由于電池會(huì)自放電，電壓越長(zhǎng)越低，因此，最好不要把放電到2.4V停止。在3.0v至2.4v放電期間，鋰離子電池只能釋放約3%的容量。因此，3.0v是理想的放電截止電壓。

在充放電時(shí)，除了電壓約束外，電流約束也是必要的。當(dāng)電流過大時(shí)，鋰離子沒有時(shí)間進(jìn)入存儲(chǔ)單元，會(huì)在數(shù)據(jù)表面積累。當(dāng)這些鋰離子獲得電子后，會(huì)在數(shù)據(jù)表面結(jié)晶鋰原子，這與過充是相同的，會(huì)形成一定的風(fēng)險(xiǎn)。假如電池盒壞了，它就會(huì)爆炸。

因此，鋰離子電池的維護(hù)至少應(yīng)該包括三個(gè)方面:充電電壓的上限，放電電壓的下限，電流的上限。一般的鋰離子電池組，除了鋰離子電池電池外，還會(huì)有一個(gè)保養(yǎng)板，保養(yǎng)板重要是供給這三個(gè)保養(yǎng)。然而，這三種保養(yǎng)板的保養(yǎng)顯然是不夠的，全球鋰離子電池爆炸事件仍然頻繁發(fā)生。為了保證電池系統(tǒng)的安全，有必要對(duì)電池爆炸的原因進(jìn)行更細(xì)致的分析。