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为什么锂离子电池会成为炸弹?

钜大LARGE  |  点击量:585次  |  2023年02月08日  

从化学的角度来看,引发锂离子电池爆炸的原由有很多,其中相当一部分原由和厂商的设计缺陷有很大关系。


众所周知,电池爆炸的一个紧要诱因即是电池短路(即电池所在的电路中没有用电器,以至短时间内通过电池内部的电流过大的现象),而无论是电池短路还是过度充电(锂离子电池爆炸的另一个紧要诱因,即电池充电电压高于其设定的上限),都会导致锂离子电池内部在短时间内积聚大量的热量和气体(锂离子电池工作时会生成气体)。


这样一来,为了释放压力,锂离子电池要么会激发内部的压力释放装置,要么会笔直使其外壳裂开,而这两种情况均会导致电池内部材料笔直接触空气,从而发生燃烧。


一般而言,锂离子电池爆炸燃烧很少会因为外部电路故障,这也就意味着绝大多数的锂离子电池爆炸燃烧事件,均源于电池内部的设计缺陷。


例如在前面所述的索尼笔记本电池爆炸事件中,问题电池的电解液部分即被检出了金属杂质,该事故也正是因金属杂质造成了意料之外的导电,形成了内部短路而诱发爆炸的。

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充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

无独有偶,波音787飞机锂离子电池起火事件,也和飞机电池在特殊环境下,电解液的性能大幅下降,从而诱发内部短路有关。


当然,这两起锂离子电池爆炸燃烧事件之中,所涉及的均为传统的锂离子电池,而本次三星GalaxyNote7爆炸事件中的主角则是锂离子聚合物电池,那么锂离子聚合物电池在此类事件之中,又有什么特殊之处呢?


其实一般而言,锂离子聚合物电池由于并不具备硬质外壳,剧烈爆炸燃烧的可能性已经大大降低,此类电池在出现爆炸事故时,会因外壳的抗冲击能力差而提前爆开,从而通常表现为爆炸后缓慢燃烧。


不过,锂离子聚合物电池在形状上的高度可变性,既能够给设备加厂商以更多的自由设计空间,也往往要对电池包部分进行额外的设计。这样一来,便难免出现电池包设计不过关,进而引发事故的情况。


在本次三星GalaxyNote7爆炸事件之中,目前已经初步确定的是,加工工艺存在重大缺陷的电池包很可能便是爆炸的元凶。

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