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鋰電池防爆知識
- 2019-04-15-

  鋰離子電池特性

  鋰是化學周期表上直徑小、生動的金屬。體積小所以容量密度高,廣受消費者與工程師歡迎??墒?,化學特性太生動,則帶來了極高的危險性。鋰金屬暴露在空氣中時,會與氧氣發作劇烈的氧化反應而爆破。為了提高安全性及電壓,科學家們發明晰用石墨及鈷酸鋰等資料來貯存鋰原子。這些資料的分子結構,形成了奈米等級的細微貯存格子,可用來貯存鋰原子。這樣一來,即使是電池外殼決裂,氧氣進入,也會因氧分子太大,進不了這些細微的貯存格,使得鋰原子不會與氧氣觸摸而避免爆破。鋰離子電池的這種原理,使得人們在取得高容量密度的一起,也到達安全的目的。

  安電防爆測試

  鋰電池充電時,正極的鋰原子會喪失電子,氧化為鋰離子。鋰離子經由電解液游到負極去,進入負極的貯存格,并取得一個電子,還原為鋰原子。放電時,整個程序倒過來。為了避免電池的正負極直接碰觸而短路,電池內會再加上一種擁有很多細孔的隔閡紙,來避免短路。好的隔閡紙還能夠在電池溫度過高時,自動封閉細孔,讓鋰離子無法穿越,以自廢武功,避免危險發作。

  維護措施

  鋰電池芯過充到電壓高于4.2V后,會開端發作副作用。過充電壓愈高,危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于4.2V后,正極資料內剩下的鋰原子數量不到一半,此刻貯存格常會垮掉,讓電池容量發作長久性的下降。假如繼續充電,由于負極的貯存格已經裝滿了鋰原子,后續的鋰金屬會堆積于負極資料外表。這些鋰原子會由負極外表往鋰離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些鋰金屬結晶會穿過隔閡紙,使正負極短路。有時在短路發作前電池就先爆破,這是由于在過充進程,電解液等資料會裂解發作氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲決裂,讓氧氣進去與堆積在負極外表的鋰原子反應,從而爆破。因而,鋰電池充電時,一定要設定電壓上限,才可以一起兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。理想的充電電壓上限為4.2V。鋰電芯放電時也要有電壓下限。當電芯電壓低于2.4V時,部分資料會開端被損壞。又由于電池會自放電,放愈久電壓會愈低,因而,放電時不要放到2.4V才停止。鋰電池從3.0V放電到2.4V這段期間,所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因而,3.0V是一個理想的放電截止電壓。

  充放電時,除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過大時,鋰離子來不及進入貯存格,會集合于資料外表。這些鋰離子取得電子后,會在資料外表發作鋰原子結晶,這與過充相同,會形成危險性。萬一電池外殼決裂,就會爆破。

  因而,對鋰離子電池的維護,至少要包括:充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電池組內,除了鋰電池芯外,都會有一片維護板,這片維護板主要就是提供這三項維護??墒?,維護板的這三項維護顯然是不夠的,全球鋰電池爆破事件還是頻傳。要確保電池系統的安全性,有必要對電池爆破的原因,進行更仔細的剖析。

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