鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:800次 | 2020年11月16日
從爆炸事件來(lái)探究 “鋰電池是如何工作的”?
現(xiàn)在鋰離子電池很受歡迎。你能在掌上電腦、移動(dòng)計(jì)算產(chǎn)品、手機(jī)和蘋果播放器上發(fā)現(xiàn)它們。鋰離子電池如此常見(jiàn)是因?yàn)椋谕葪l件下,它們是電量最高的可充電電池之一。最近鋰離子電池頻繁現(xiàn)諸報(bào)道,因?yàn)樗鼈兣紶枙?huì)出現(xiàn)突然著火的現(xiàn)象。每一百萬(wàn)鋰離子電池組中僅有2-3組有問(wèn)題,所以并不常見(jiàn)。
不過(guò)當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí),后果是及其嚴(yán)重的。當(dāng)事故率較高時(shí),制造商就不得不在全世界范圍內(nèi)收回電池,這將帶來(lái)數(shù)百萬(wàn)美元的損失。
那么問(wèn)題來(lái)了。是什么讓這些電池電力十足、倍受歡迎?它們?yōu)槭裁磿?huì)突然著火?我們能做什么去阻止這些和延長(zhǎng)電池使用壽命?在這篇文章中,我們將回答這些問(wèn)題并且探究更多問(wèn)題。
鋰離子電池很受歡迎是因?yàn)榕c其它競(jìng)爭(zhēng)者相比它們有如下優(yōu)勢(shì):
1.在尺寸相當(dāng)時(shí),鋰離子電池同其他類型的充電電池相比通常比較輕。鋰離子電池的電極是由輕質(zhì)的鋰和碳組成,鋰元素也是一種極其活潑的元素,意味著它的原子鍵中蘊(yùn)含著許多能量,對(duì)鋰離子電池來(lái)說(shuō)這些能量形成了很高的能量密度。下面這個(gè)對(duì)比可以讓您對(duì)鋰離子電池的能量密度有一個(gè)直觀感受。典型的鋰離子電池每公斤能夠儲(chǔ)存150瓦特小時(shí)的電量,每公斤鋰氫電池能夠儲(chǔ)存大概100瓦特小時(shí),雖然60到70瓦特小時(shí)可能更加典型,而每公斤鉛酸電池僅能儲(chǔ)存25瓦特小時(shí)。使用鉛酸蓄電池技術(shù),儲(chǔ)存相同容量的電量,需要花費(fèi)6公斤,而一公斤鋰離子電池就能夠做到,這是一個(gè)巨大的區(qū)別。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2.鋰離子電池能保持電量。同鋰氫電池每個(gè)月?lián)p失20%的電量相比,鋰離子電池組每個(gè)月僅損失5%的電量。
3.鋰離子電池沒(méi)有記憶效應(yīng)。意味著你不需要像對(duì)待其它電池一樣,在充電之前給它們完全放電。
4.鋰離子電池可以經(jīng)受住千百次的充放電循環(huán)。
當(dāng)然并不是說(shuō)鋰離子電池就是完美無(wú)瑕的,它們也有一些不足之處:
1.鋰離子電池一出廠就開(kāi)始退化,無(wú)論你用或者不用,從制造出的那一天開(kāi)始計(jì)算,它們只能使用兩到三年。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
2.鋰離子電池在高溫下極易受影響。高溫導(dǎo)致鋰離子電池退化遠(yuǎn)超過(guò)平時(shí)。
3.如果你對(duì)鋰離子電池完全放電,它就不能使用了。
4.鋰離子電池組必須有一個(gè)保護(hù)電路來(lái)管理電池,這使得鋰離子電池的使用成本更加昂貴。
5.還有一個(gè)小概率事件就是,如果鋰離子電池組失效,可能會(huì)導(dǎo)致著火。
接下來(lái)我們將探討如何延長(zhǎng)鋰電池的壽命并且探究為什么它們會(huì)爆炸等問(wèn)題。
鋰電池的"生"與"死"
鋰離子電池組比較昂貴,所以如果你想使你的鋰電池壽命更長(zhǎng),下面是一些注意事項(xiàng):
一:鋰元素偏愛(ài)局部放電而不是深度放電,因此最好避免將電量一路下降到零。因?yàn)殇囋貨](méi)有記憶效應(yīng),所以局部放電對(duì)它無(wú)害。如果鋰離子電池的電壓下降到一個(gè)特定的水準(zhǔn),就報(bào)廢了。
二:鋰離子電池的壽命。它們僅能使用兩到三年,即使是放在架子上沒(méi)有使用。所以不要帶著電池組將能使用五年的想法去"避免使用"電池,它不能做到的。同樣,如果你正在買一個(gè)新的電池,你需要確保它是否真的是新的。如果鋰電池已經(jīng)存放在架子上一年時(shí)間了,它將無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間使用,出廠時(shí)間是很重要的。
三:避免高溫,高溫會(huì)使鋰電池退化。
鋰電池爆炸
之前我們講到如何使鋰電池壽命更長(zhǎng),現(xiàn)在我們將探討為什么它們會(huì)爆炸。
如果鋰電池的溫度足夠高以至于點(diǎn)燃了電解液,你將會(huì)面臨一場(chǎng)火災(zāi)。
在網(wǎng)上有視頻剪輯和照片能夠表明這些燃燒能夠有多么的嚴(yán)重。加拿大廣播公司(CBC)發(fā)文章《筆記本電腦爆炸的夏天》綜述了幾起類似的事件。
當(dāng)一個(gè)火災(zāi)發(fā)生時(shí),通常是由于電池內(nèi)部的短路引起?;叵胂惹暗牟糠?,鋰離子電池包含一個(gè)使正負(fù)電極分離開(kāi)來(lái)的薄板。如果薄板被擊穿正負(fù)電極相接觸,電池將迅速升溫。你可能已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)種電池產(chǎn)生的這種溫度,如果你曾經(jīng)把一個(gè)正常的9伏電池放到你的荷包里,恰好一個(gè)硬幣短路了電池正負(fù)兩級(jí),電池會(huì)變得相當(dāng)?shù)臒帷?/p>
當(dāng)隔板失效時(shí),同樣的短路會(huì)在鋰離子電池內(nèi)部發(fā)生。因?yàn)殇囯姵厥侨绱说挠谢盍Γ鼈冏兊煤軣?。高溫?dǎo)致電池排除作為電解液的有機(jī)溶劑,并且熱量(或者附近的火星)能夠點(diǎn)燃有機(jī)溶劑。一旦這些發(fā)生在一個(gè)電池的內(nèi)部,燃燒的熱量流注到其他的電池上然后整個(gè)電池組遍布火焰。
有必要指出的是鋰離子電池著火是及其少有的事情。并且,幾起失火和零星報(bào)道就足以促成一場(chǎng)收回。