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电池危险吗?为什么锂离子电池会引起火灾

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-08-08
 

最近的报告对锂离子电池在我们日常生活中的安全性提出了质疑

在过去的十年中,锂离子电池几乎渗透到了我们日常生活的方方面面。从智能手机到耳机,还有现在的汽车,锂离子是最重要、最广泛的可用电池化学物质。

然而,众所周知,如果不妥善处理锂离子电池,也会带来一些重大的安全风险。6月,温哥华消防队员警告公众,锂离子电池已经成为该市所有火灾相关死亡的主要原因。

在该文章中,我们将看到锂离子电池的工作原理,是什么导致其易燃,以及这些安全问题对这项技术的未来意味着什么。

锂离子电池内部

为了了解锂离子电池的安全隐患,首先要了解其化学原理。

在高水平上,锂离子电池的工作原理是以化学形式储存能量,并通过一系列电化学反应以电形式释放能量。为了实现这一点,这些电池由带正电荷粒子的阴极、带负电荷粒子的阳极,以及液体电解液组成,锂离子在电解液中由阳极流向阴极。离子从阳极到阴极的运动在电池内形成了电流。

除此之外,电池中还有一种叫做隔膜的组件,它是一种薄薄的多孔膜,用来隔离阳极和阴极。在此过程中,隔允许离子在阳极和阴极之间移动,而不允许阳极和阴极在物理上相互连接

潜在的火灾隐患

电池作为储能单元的特性使其如果没有妥善保管,会存在爆炸的风险。

需要注意的是,引起火灾的一个主要原因是分离锂离子电池阳极与阴极的隔膜损坏。如果隔膜被刺穿,那么在阳极与阴极之间会出现短路。在电解液中,由一系列有机溶剂组成的电解液是易燃的,最终引起火灾。

除了穿刺,另一个会引起电池爆炸和火灾的原因是热失控。这是一种外部高温会引起电池内部放热反应的现象,这反过来又会进一步提高电池的温度。这种自我持续的循环会导致过热,从而对电池施加压力,最终可能导致爆炸。

过于危险?

现在,由于锂离子电池越来越常见,相关的安全问题显得尤为重要。虽然,电池在小范围内基本上都是安全的,但随着越来越多的电池进入各个领域,与电池相关的安全事件只可能增加。在其他条件不变的情况下,随着电动汽车等更多基于锂离子的设备进入市场,这种趋势会一直延续下去。

为了确保更安全的未来,化学家和工程师可以采取许多途径。一种解决方案是,探索新方法,以确保电池安全,例如,更安全的充电、存储以及封装技术。除此之外,许多人开始寻找新的、更安全的电池化学物质。

无论如何,随着电池技术越来越多地融入我们的世界,安全必须是头等大事。

 

中国化学与物理电源行业协会 杨柳翻译

2022.7.22


 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有530多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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