钜大LARGE | 点击量:1176次 | 2020年12月20日
如何防止锂离子电池燃烧爆炸?
如何防止锂离子电池爆炸
锂是元素周期表上最小、最生动的金属。由于其体积小,容量密度高,深受客户和工程师的欢迎。然而,化学反应太活跃,它带来了很高的风险。当锂暴露于空气中时,它会与氧气发生剧烈的氧化反应。为了提高安全性和电压,科学家们已经使在石墨和锂钴氧化物等材料中储存锂原子成为可能。
这些数据的分子结构形成了纳米级的微电池,可以用来存储锂原子。这样,即使电池外壳破裂,氧气进入,氧分子也太大,无法装入微小的电池中,所以锂原子不会与氧气接触,从而防止其爆炸。锂离子电池的这一原理使人们在达到高容量密度的同时还能达到安全的目的。
当锂离子电池充电时,锂原子失去电子并氧化成锂离子。锂离子通过电解液游向负极,进入负极存储单元,获得电子,电子被还原为锂原子。当卸货时,整个过程是相反的。为了防止电池正极和负极直接接触而引起的短路,在电池上加了许多小孔的隔膜纸,以防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,使锂离子不能通过,以免浪费功夫,防止风险。
保障措施
锂离子电池电池过充电压高于4.2v,就会开始出现副用途。压力越大,风险越大。当锂离子电池电压高于4.2v时,只有不到一半的锂原子留在阳极数据中,电池经常会崩溃,从而永久降低电池容量。假如电池持续充电,后续的锂金属会堆积在负极表面,因为负极存储室已经充满了锂原子。这些锂原子从负极表面向锂离子方向生长出树枝状晶体。这些锂晶体将通过隔膜纸,短路阳极和阴极。
有时发生短路电池破裂之前,因为在过度充电过程中,电解液和其他信息会分解出现气体,导致电池壳或压力阀膨胀和打破,让氧气进入和反应的锂原子在负表面积累,然后爆炸。因此,锂离子电池充电时,必须设置一个电压上限,才能兼顾电池的寿命、容量和安全性。最理想的充电电压上限为4.2v。锂离子电池放电也必须有一个较低的电压限制。当电池电压低于2.4v时,一些数据在开始时会被损坏。而且由于电池会自放电,电压越长越低,因此,最好不要把放电到2.4V停止。在3.0v至2.4v放电期间,锂离子电池只能释放约3%的容量。因此,3.0v是理想的放电截止电压。
在充放电时,除了电压约束外,电流约束也是必要的。当电流过大时,锂离子没有时间进入存储单元,会在数据表面积累。当这些锂离子获得电子后,会在数据表面结晶锂原子,这与过充是相同的,会形成一定的风险。假如电池盒坏了,它就会爆炸。
因此,锂离子电池的维护至少应该包括三个方面:充电电压的上限,放电电压的下限,电流的上限。一般的锂离子电池组,除了锂离子电池电池外,还会有一个保养板,保养板重要是供给这三个保养。然而,这三种保养板的保养显然是不够的,全球锂离子电池爆炸事件仍然频繁发生。为了保证电池系统的安全,有必要对电池爆炸的原因进行更细致的分析。
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