一個又一個電池爆炸的新聞讓人觸目驚心!隨著電池的廣泛運用,我們在生活和工作中都會接觸到電池,然而電池的安全性能是否可靠成為人們最為擔心的問題。為了保證使用者的安全,讓人們正確使用電池,質(zhì)監(jiān)局專門做了調(diào)查,結(jié)果顯示全國的鋰電合格率僅為60%!可見電池的安全性能還是存在著一定的隱患!
鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成,負極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常見的正極材料主要成分為 LiCoO2 ,充電時,加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時,鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出,重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動產(chǎn)生了電流。
化學反應原理雖然很簡單,然而在實際的工業(yè)生產(chǎn)中,需要考慮的實際問題有很多:比如正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性,負極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級去設(shè)計以容納更多的鋰離子;填充在正負極之間的電解液,除了保持穩(wěn)定,還需要具有良好導電性,減小電池內(nèi)阻。
為了隔絕內(nèi)部的活性物質(zhì)不與外界直接接觸,需要電池外殼來容納內(nèi)部的所有結(jié)構(gòu),一般都采用鍍鎳鋼板制成,另外它與負極相連,起負極集流作用。一般在外殼外面還有陶瓷或者塑料的封裝,再外面有電池貼標,用來標識電池的種類和型號及其他信息。外殼的質(zhì)量很關(guān)鍵,如果太薄就不能起到保護作用,容易被內(nèi)部的壓力沖破(就是爆炸啦);太厚的話就會缺乏彈性,在受到外部壓力的話(比如手機摔落)會引起永久性的形變,加大內(nèi)部的壓力和電阻;如果鍍層出問題的話還會造成短路和大量的發(fā)熱。
不適合的溫度,將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學反應生成我們不希望看到的化合物,所以在不少的鋰離子電池正負極之間設(shè)有保護性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑。在電池升溫到一定的情況下,復合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性,電池內(nèi)阻增大直到斷路,電池不再升溫,確保電池充電溫度正常。隔膜或者隔斷介質(zhì)出問題的話會造成電阻過大或者短路。
鋰化反應在兩個機板上進行,如果設(shè)計不到位,就會產(chǎn)生結(jié)晶,結(jié)晶會隨著化學反應越來越大,一旦穿破絕緣層,將發(fā)生短路和大電流,產(chǎn)生突發(fā)性的高熱,然后爆炸。一般設(shè)計鋰電池時會考慮這種情況,在電池里設(shè)有安全電路,一般是使用ptc(流敏半導體),在電流過大的時候保護電池。但是劣質(zhì)的保護電路可能反而會加大這種問題。
電池都有一個很關(guān)鍵的部件是安全閥。由于電池內(nèi)部是密封的,而鋰化反應和電解液的汽化都可能產(chǎn)生一些氣體,一旦有氣體之后,內(nèi)壓就會越來越大,就像高壓鍋一樣。正規(guī)手機電池為此有安全閥,氣壓大的時候會安全排放,防止電池惡性爆炸,但如果安全閥的設(shè)計不當,或是根本沒裝這種安全閥,那么危險程度便可想而知了。
其次充電器的選擇也非常重要,優(yōu)質(zhì)的充電器都具有反饋電路,使用衡流限壓制,即開始使用衡定的電流,在電壓達到4.2V時維持這個電壓,此時電池和充電器之間是沒有電壓差的,相互沒有能量的交換,也就不存在對電池的損壞。相反劣質(zhì)的充電器沒有反饋電路,過久的充電會導致輸入能量超過電池的容量,從而引起發(fā)熱引起燃燒,甚至會有爆炸的可能。
總之,應該選用正規(guī)大廠的、有口碑的、優(yōu)質(zhì)的電池和充電器,盡量使用N記的原裝產(chǎn)品,盡量避免使用萬能沖、應急沖這種產(chǎn)品,如果發(fā)生電池大量發(fā)熱,變形等異常情況,應該立即停止使用!