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锂离子电池安全问题须警钟长鸣

导读: 如今锂离子电池不仅作为各类消费型电子产品最主要的电源,还广泛应用于电动工具、电动自行车、电动汽车、储能等领域。经过20多年的发展过程,锂离子电池的性能显着提高。

  ,如今锂离子电池不仅作为各类消费型电子产品最主要的电源,还广泛应用于电动工具、电动自行车、电动汽车、储能等领域。经过20多年的发展过程,锂离子电池的性能显着提高。

  电池容量以及比能量不断提高,循环次数一路增长,价格持续下降。但困扰其发展的头号难题——安全性却一直未能得到有效解决。锂离子电池一旦发生安全事故,不仅仅会造成财产损失,还有可能造成人身伤害乃至死亡。安全问题已经成为影响锂离子电池新兴市场发展的关键因素之一。

  单体电池安全问题不容忽视

  锂离子单体的电池主要用在手机、数码相机等小型消费电子产品上。在2006年之前,由于自动化技术不成熟、产品标准不完善以及检测技术不过关等因素,单体电池偶尔会发生过热起火、爆炸等安全事故,有时也造成失火事故乃至伤人事件。随着技术进步,这些安全事故发生概率逐步降低,但在2013年,有人因在苹果手机充电时打电话造成漏电被电击致死,还有一人的苹果手机电池发生自燃。单体电池的安全问题再一次引起人们关注。

  单体电池的安全问题一般都是由于电池非正常使用情况如过充、过热或短路等热失控造成的,表现为电池变形、漏液、起火、爆炸等。锂离子电池之所以会发生安全问题,与其固有结构分不开。

  锂离子电池主要有正极材料、负极材料、电解液、隔膜组成。正常充电情况时,锂离子电解液中进入正极材料,负极一侧电解液中的锂离子通过隔膜进入正极一侧的电解液,负极材料上金属锂变成锂离子进入电解液。但在非正常使用情况下,一旦正极材料稳定性稍差,就极易释放出氧气,与电解液中的碳酸酯发生反应,放出大量的热和气体,而负极材料中还有活性强的金属锂,与氧气接触会立即燃烧并引燃电解液、隔膜等。尤其是铝壳锂离子电池,由于外壳具有一定强度,使得大量的热量和气体在内部急剧,从而引起爆炸。

  此前大部分人都以为,聚合物锂离子电池比液态电解液的锂离子电池更安全,原因是聚合物电池的电解液为胶状、半固态,着火点更高,同时聚合物电池可以使用软包装,可以更早的突破壳体,避免气体和热量聚集过多。但今年以来的聚合物电池引发的安全事故颠覆了这一认识。聚合物电池同样使用正负极材料、隔膜和有机电解液,而且电解液为胶状,不易泄漏,将会发生更猛烈的燃烧。燃烧也是聚合物电池安全性最大的问题。

  可见,安全问题是锂离子电池的本质属性,只能通过技术手段如采用更加安全的电池材料、防爆阀、保护电路等手段以及提高生长过程中质量控制水平,最大限度降低安全事故发生概率。尤其是保护电路,它能在过充、过热或者短路时快速切断电流,对保护电池安全极为重要。

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