鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4340次 | 2019年08月01日
18650鋰電池燃燒爆炸的威力有多大
18650鋰電池燃燒爆炸的威力有多大?18650鋰電池在充放電過(guò)程中由于使用不當(dāng),會(huì)出現(xiàn)爆炸的危險(xiǎn);特別是在濫用條件下(如受熱、過(guò)充、短路、振動(dòng)、擠壓等),電池會(huì)出現(xiàn)燃燒、爆炸乃至人員受傷等情況。因此,研究鋰電池的爆炸機(jī)理對(duì)提高鋰離子電池的安全性有重要的意義。
18650鋰電池燃燒爆炸的威力有多大?
18650鋰電池一般內(nèi)部含有保護(hù)電路板,大多為的是防止過(guò)放電,鋰離子電池作為化學(xué)能反應(yīng)出電能的轉(zhuǎn)換裝置,必然存在著極大的能量,這股能量可以緩慢釋放是安全的,那么如果發(fā)生劇烈反應(yīng)的情況下就會(huì)變得極不穩(wěn)定。
首先出現(xiàn)高溫高熱能,然后在密封環(huán)境下產(chǎn)生大量的氣體就會(huì)發(fā)生內(nèi)壓過(guò)大而膨脹,內(nèi)壓增大的情況下又會(huì)助長(zhǎng)反應(yīng)速度(就像壓力鍋原理一樣)如此惡性循環(huán)到當(dāng)膨脹達(dá)到外殼承受極限就會(huì)沖破這種平衡而撕裂外殼,而一旦外殼撕裂,大量氣體找到宣泄的渠道,就會(huì)猛然宣泄,此時(shí)其實(shí)才是最危險(xiǎn)的,就像載重汽車(chē)的輪胎發(fā)生破裂的爆炸一樣,近距離是可以將人內(nèi)臟震蕩內(nèi)出血,也有震斷肋骨的例子。
曾有報(bào)道過(guò)三星手機(jī)接電話(huà)短路當(dāng)場(chǎng)致人死亡的案例,國(guó)內(nèi)大多數(shù)為鋰離子電池,爆炸威力極大,應(yīng)該注意。
鋰電池爆炸的案例已經(jīng)有數(shù)起,深圳市又有鋰電池廠發(fā)生了爆炸——初步勘察燃爆物為老化車(chē)間的鋰電池半成品,其母公司還因“堆放的電芯故障自燃引起火災(zāi)爆炸”停牌,有人稱(chēng)是因?yàn)樯钲谔珶犭姵厥懿涣说木壒?。另外,?jù)調(diào)查,該廠倉(cāng)庫(kù)曾在3月22日發(fā)生過(guò)火災(zāi),大火至次日凌晨才被撲滅,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失2000萬(wàn)元。兩次火災(zāi)事故僅相隔不到四個(gè)月。
計(jì)算一下,一顆滿(mǎn)電2.6AH的18650型三元鋰電池,所帶電量為2.6*3.65*3.6=34.164千焦的能量。而一般手槍的槍口發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的能量在2.2千焦左右.1焦耳相當(dāng)于1牛頓的力使物體在力的方向上移動(dòng)1米時(shí)所做的功,所以在手槍50米的范圍內(nèi),可以輕松擊殺敵人。想想看,一輛特斯拉需要使用7000多節(jié)3.4AH的18650型號(hào)鋰電池哦。
只要是鋰電池,就有存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn),只是這是風(fēng)險(xiǎn)概率很小。但是一旦爆炸,容量越大的18650鋰電池爆炸的威力就無(wú)法想象。
18650鋰電池燃燒或爆炸的原因
1、內(nèi)部短路:結(jié)構(gòu)或工藝缺陷導(dǎo)致極耳內(nèi)插、隔膜包裹富余過(guò)少、毛刺、隔膜打折等。極耳內(nèi)插往往出現(xiàn)在厚電池且內(nèi)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)中,極耳位絕緣不到位,在后續(xù)成品加保護(hù)板或使用過(guò)程容易導(dǎo)致內(nèi)部急性短路從而出現(xiàn)燃燒或爆炸,不過(guò)現(xiàn)在這種情況幾乎很少了,除非外力因素。
2、外部短路:1AH以下的鋰電池外短路導(dǎo)致的燃燒后爆炸不多見(jiàn),通常都是出現(xiàn)鼓脹或干脆把極耳燒斷,個(gè)人分析過(guò)的是動(dòng)力電池或大容量手機(jī)電池外短路導(dǎo)致的燃燒。這個(gè)涉及到客戶(hù)使用不當(dāng)——裝金屬外盒時(shí)不考慮極耳絕緣,在裝機(jī)現(xiàn)場(chǎng)就出現(xiàn)電池冒煙燃燒異常;動(dòng)力電池也常見(jiàn)結(jié)構(gòu)固定措施不足(考慮不周),在用戶(hù)使用過(guò)程電池組晃動(dòng)引起電池外部絕緣保護(hù)膜破損或者連接線(xiàn)皮破損,最終導(dǎo)致短路燃燒。
3、過(guò)充爆炸:這個(gè)是最危險(xiǎn)的,也是企業(yè)最怕出現(xiàn)的,但,還是偶爾會(huì)出現(xiàn)。從了解的情況來(lái)看有兩點(diǎn):a、用戶(hù)不按要求使用匹配的充電器,從而破壞保護(hù)線(xiàn)路且用戶(hù)往往充電都是不限時(shí)充的,這種情況不炸都難;b、18650鋰電池配組不合理且保護(hù)板失效,這種情況下也會(huì)炸的一塌糊涂。單節(jié)電池同理。
4、當(dāng)18650鋰電池受熱時(shí),電池內(nèi)部的反應(yīng)如一個(gè)反應(yīng)鏈,各個(gè)反應(yīng)相互促進(jìn),依次進(jìn)行。首先是SEI膜分解放出熱量加熱了電池,促使負(fù)極與溶劑的反應(yīng)放出更多的熱量,導(dǎo)致負(fù)極與粘結(jié)劑的反應(yīng)、溶劑分解,接接著正極開(kāi)始進(jìn)行熱分解反應(yīng),放出大量的熱與氣體,最后導(dǎo)致鋰電池燃燒或爆炸。
5、制造工藝。18650鋰電池的制造工藝也是影響電池安全性能的重要因素,其中最主要的有三方面因素,分別為正負(fù)極容量配比、漿料均勻度控制、涂布質(zhì)量控制。
6、溫度。影響鋰電池安全性的因素有多,其中電池材料對(duì)鋰電池的安全性有重要影響,因?yàn)殡姵夭牧弦话愣季哂袩峄钚?,?dāng)電池溫度持續(xù)升高時(shí),其內(nèi)部就會(huì)進(jìn)行許多熱反應(yīng),當(dāng)熱量不能及時(shí)散失時(shí),很容易引起電池安全事故,所以鋰電池正負(fù)極材料的選擇對(duì)于電池安全性能具有重要影響。
18650鋰電池爆炸燃燒很多人都見(jiàn)過(guò),鋰電池爆炸的威力大可造成嚴(yán)重火災(zāi)甚至死傷,小可損壞電池產(chǎn)品,鋰電池爆炸的威力就像星星之火一樣,可以燎原,所以一定不能忽視鋰電池爆炸。一般情況下鋰電池不會(huì)爆炸,但一旦爆炸就會(huì)很危險(xiǎn)。