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解析鋰電池為何會爆炸?

   2013-04-16 鋰電世界佚名7070
核心提示:中國電池網(wǎng) 鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長,是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。

    鋰電世界  鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長,是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。從手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦到電動工具、電動車、路燈備用電源、航空航天等設(shè)備,都在使用鋰離子電池??梢哉f,鋰離子電池已經(jīng)成為當(dāng)今充電電池的主要形式。但這種電池有一個(gè)小問題——安全性差,有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。原來這是一個(gè)名為“熱失控”(thermal runaway)的過程惹的禍。

    本質(zhì)上而言,“熱失控”是一個(gè)能量正反饋循環(huán)過程:升高的溫度會導(dǎo)致系統(tǒng)變熱,系統(tǒng)變熱升高溫度,反過來又讓系統(tǒng)變得更熱。熱失控是很常見的現(xiàn)象,從混凝土養(yǎng)護(hù)(會釋放熱量)到恒星爆炸(超新星是宇宙級熱失控的產(chǎn)物)的大量物理和化學(xué)過程中,都可能會出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。

    雖然這種無法控制的反應(yīng)不會經(jīng)常發(fā)生,但鋰離子電池的數(shù)量基數(shù)太大,讓我們覺得這種事故經(jīng)常發(fā)生。早在2006年,幾乎所有主要的筆記本電腦制造商——蘋果、惠普、東芝、聯(lián)想、戴爾和其他公司,都在接到少量電池出現(xiàn)過熱狀況的報(bào)告后召回過產(chǎn)品。更重要的是,電池的大小、配置和電池單元的數(shù)量都會影響到熱失控的強(qiáng)度。小型電池組(比如數(shù)碼單反相機(jī)上的)只有幾個(gè)電池電源,所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機(jī)會相對較低。而大型的電池組就不一樣了:它們裝在密封的金屬盒里,不能充分散熱,結(jié)果當(dāng)一個(gè)電池單元熱到足以點(diǎn)燃電解質(zhì)時(shí),其余的電池單元就會迅速跟進(jìn)。

    為了避免因使用不當(dāng)造成電池過放電或者過充電,在單體鋰離子電池內(nèi)設(shè)有三重保護(hù)機(jī)構(gòu)。盡管如此,有時(shí)因?yàn)槟承┰蛟斐煽刂剖ъ`,缺少安全閥或者氣體來不及通過安全閥釋放,電池內(nèi)壓便會急劇上升而引起爆炸。

    對于新買的鋰離子電池的“激活”問題,眾多的說法是:充電時(shí)間一定要超過12小時(shí),反復(fù)做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說法,可以說一開始就是誤傳。所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電,特別是不要進(jìn)行超過12個(gè)小時(shí)的超長充電。溫度對鋰電池壽命也有較大的影響。冰點(diǎn)以下環(huán)境有可能使鋰電池在電子產(chǎn)品打開的瞬間燒毀,而過熱的環(huán)境則會縮減電池的容量。因此,如果筆記本長期使用外接電源也不將電池取下來,電池就長期處于筆記本排出的高熱當(dāng)中,很快就會報(bào)廢。

    不過,也不必太擔(dān)心。只要定期做一些保養(yǎng),鋰離子電池就會安全、可靠地工作。鋰離子的壽命一般可以維持兩到三年(無論你是否使用它)。正因?yàn)槿绱?,建議鋰離子電池組每36個(gè)月左右就更換一次。而且,每當(dāng)電量降到50%的時(shí)候,就應(yīng)該給它充電。鋰離子沒有記憶效應(yīng),但是電壓過低會讓它們嚴(yán)重受損。

   

 
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