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锂电池被扎破会不会发生爆炸

钜大LARGE  |  点击量:6968次  |  2018年05月05日  

摘要
对于锂聚合物电池,主要是刀刺划破后很容易使正负极极片发生短路,短时间内会放出大量热量,使凝胶质及正极材料发生分解,放出气体引起爆炸~ 对于锂离子电池要危险的多,除上述问题外,电池电解液成份中碳酸丙烯酯,碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯都是极易燃烧的,六氟磷酸锂不仅会燃烧,受热还会分解放出氟化磷,加剧爆炸的效果。同时电池中的隔膜一般为PP或PE,都是易燃品~

  首先,如果不是负极析锂(锂离子被碳结合不完全产生锂结晶),锂离子均在稳定态,不会由于锂与空气发生反应。即使析锂,也不是燃烧主因。之所以自燃,是由于电池被破坏后,1、金属凶器造成电池短路;2、外力破坏造成隔膜损坏导致电池短路。直流短路时发热巨大,造成电池热失控,热失控时会在毫秒级时间内温升至300摄氏度以上。锂电池内最主要的易燃物其实是电解液,在没有阻燃剂的情况下(实际上各家产品里都有阻燃剂),电解液燃点约130摄氏度。现已发生的大型电动车事故,归根结底均为电池遭到破坏,电解液流出并燃烧所致。但是,也分技术体系,众所周知锂离子电池大致分为钴锂、锰锂、三元、铁锂等,其中钴锂和三元的热失控温度均低于300摄氏度,锰锂约400摄氏度,铁锂高于700摄氏度,最近另有铁锰锂二元产品,根据掺杂的不同,热失控临界在400-600摄氏度。可见区别很大,这也是铁锂之所以安全的原因之一。所以,在铁锂国标中,金属针刺试验是一项必做的安全试验。也就是说,符合我国要求的铁锂电池,在针刺后是不应燃烧和爆炸的。这个试验做的很多,基本无异议,甚至我碰到部分产品针刺后还可继续使用的。而题主提到的刀割又更扩大了破坏性,这个试验我也曾经尝(zuo)试(si)过,电池并未发生燃烧或爆炸。在近年的一些第三方检测中,监督机构要求解刨电池查看是否有内并结构,标准是统一电解液结构中是否只有一个电池,我们也蹭多次划开电池进行解释,均未现安全问题。所以,具备符合国家标准的铁锂电池产品,由于其化学特性,以及添加了阻燃剂后的保障,刀割后是不应发生自燃的。其他产品则无法保证了。当然由于我这里主作铁锂,对锰锂等产品的标准不熟悉,也希望同行追加答案予以指正。理论上来说金属异物穿刺试验应该是基础中的基础。


  如果是钴酸锂的话肯定是会烧的,因为亲身经历过一排电池在面前烧掉的场景,基本上就是视频里的样子,不过更壮观一点。但是题主提到了爆炸,由于钴酸锂电池经常是像视频里这样金属箔软包装的电芯,所以也没什么可炸的,温度升高之后顶多就是把软包胀破,然后着火冒烟之类的,不会有更剧烈的事情发生了(当然也有很多钴酸锂18650或者其他封装形式,那些就另说了)。至于原理,我没记错的话钴酸锂本身不会与空气反应。我认为还是经过穿刺之后出现的内部短路导致温度急剧升高,进而引起了燃烧。或者是电芯里的其他物质会与空气反应吧,希望有更懂行的来详细解答,最好能补充上其他种类的锂电池。


  对于锂聚合物电池,主要是刀刺划破后很容易使正负极极片发生短路,短时间内会放出大量热量,使凝胶质及正极材料发生分解,放出气体引起爆炸~


  对于锂离子电池要危险的多,除上述问题外,电池电解液成份中碳酸丙烯酯,碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯都是极易燃烧的,六氟磷酸锂不仅会燃烧,受热还会分解放出氟化磷,加剧爆炸的效果。同时电池中的隔膜一般为PP或PE,都是易燃品~


  并且,如果电池正负极设计不匹配,或者电池循环多次后引起负极吸纳锂离子能力减弱,正极中脱出的锂离子无法全部嵌入负极中,导致电池中含有锂单质,爆炸后遇空气也会燃烧并与空气中的水反应~


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