不搞清楚這個睡不著覺!爲什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

前不久智趣狗曾推送過一篇文章《小心移動炸彈!淘汰的充電寶怎樣處理才安全?》,裡面提到磕碰變形過的充電寶要趁早處理,否則就會留下嚴重的安全隱患。有不少童鞋給狗狗留言,問這個“隱患”從哪裡來,原理是什麼?

不搞清楚這個睡不著覺!為什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

考慮到電池安全問題與我們息息相關,所以小編還是決定好好和大家嘮一嘮,將這個問題講清楚。

不知道大家還記不記得2016年三星Galaxy Note 7引起的“爆炸門”?

不搞清楚這個睡不著覺!為什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

Galaxy Note7燃損的原因是一種“巧合”,為了讓Galaxy Note7實現瘦身,同時還保留前後3D曲面玻璃、防水功能、無線充電等“浪費空間”的設計,這款產品不得不採用更緊湊的空間設計來安置3500mAh的大容量電池。可惜,如此緊湊的空間和結構,已經超出了原先對電池的保護能力,一旦用戶在平常的使用中因手機磕碰、撞擊或其他情況導致內部的電池受到過度擠壓的情況,就有很小的幾率導致電池短路,從而引起爆燃現象。

實際上,以上就是鋰電池安全隱患的一個典型案例。

至於鋰電池為啥會一短路就會爆炸燃燒,還得從它的結構說起。

簡單來說,鋰電池(包括18650和鋰聚合物)的內部都是由正極材料(如LiCoO2,均勻的塗布在鋁箔上)、電解質(電解液)、隔離膜和負極材料(多為石墨,均勻的塗布在銅箔上)構成。

不搞清楚這個睡不著覺!為什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

其中,正極材料將影響同體積電池的能量密度,現階段智能手機電池只能在3000mAh到4000mAh容量之間晃盪,就是因為沒有更經濟的可以明顯提升能量密度的正極材料所致。想實現超過5000mAh的電池?不是不成,那就必須增加電池體積,最終導致手機變厚變重。

關鍵的地方來了,隔離膜雖然不起眼,而且對鋰電池的性能沒有半點增益效果,但它卻是鋰電池中最至關重要的核心。原因就是,隔離膜扮演著鋰電池體內的“防爆牆”的角色。

在鋰電池的充放電過程中,正極與負極是絕對不能接觸的,否則就會出現短路,造成電池異常發熱。好一點的情況是導致電池鼓包,而差一點的情況,就是燃燒甚至爆炸。

不搞清楚這個睡不著覺!為什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

OK,接下來就可以回答第一段中網友的提問了。

充電寶的電池多以18650電芯或鋰聚合物電芯組成,而智能手機則都是鋰聚合物電芯。反正無論是什麼電芯,它們最怕的就是穿刺或大幅度的形變,因為在這兩種極端的情況下,鋰電池內部的隔離膜有一定幾率會出現破損。

隔離膜一破,就為正負極材料之間的“不友好”訪問奠定了堅實的基礎。如果你手欠,本著科學實驗的態度用金屬的刀片或剪刀尖刺破鋰電池,則會直接導致正負極材料的接觸而短路。

不搞清楚這個睡不著覺!為什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

電池內部的短路,會瞬間產生大量的熱量,而電池內部的電解質和電解液在高溫條件下會被電解從而產生氣體,從而引起電池鼓包,當壓力升高到一定量後則會衝破電池外殼(18650的鋁殼或鋰聚合物電池的鋁膜)。這還沒完,當鋰電池中的正極材料與空氣接觸時有一定幾率會引起燃燒,如果是鋰聚合物電池則會點燃電解質,產生強烈火焰;如果是18650電芯則會引燃電解液,氣體極速膨脹發生爆炸。

不搞清楚這個睡不著覺!為什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

理論上講,正規鋰電池在出廠前都會進行刺穿認證,使用一定直徑的壓力機針刺穿電池而不起火不爆炸,只有經過這個測試才能量產出廠。但是,電池因擠壓、碰撞、穿刺、變形而引起短路,因短路而引起高熱、因高熱而觸發燃燒,這裡面的每一步都是小概率事件,只有同時滿足幾個小概率事件才會引起嚴重的爆燃事故。

問題是,你敢在這方面拼人品嗎?

因此,小編每次在涉及電池安全的文章裡,總會不厭其煩地和大家講,手機電池鼓包的必須仍、充電寶硌出了一個坑必須仍、電池發熱異常的必須仍........

不搞清楚這個睡不著覺!為什麼鋰電池容易爆炸燃燒?

家裡要是有右側形態的電池,趕緊處理了吧!

總之,還是希望大家能重視起電池安全問題。除了手機和充電寶,大家也不妨檢查一下家裡的其他數碼產品,比如PSP遊戲機、移動音箱、電動刮鬍刀、行車記錄儀.......凡事依靠鋰電池供電的設備,其內部的鋰電池都需要定期查看,看有沒有鼓包等現象。

小編也不是專業人士,以上原理不知道說的清楚不清楚,對不對。如果你是搞這方面的專家達人,也希望可以傳授一下就電池使用安全方面的心得與經驗,讓危險遠離親愛的小夥伴們。


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