锂电池因其续航能力强、循环次数高等优势而受到市场青睐。然而,锂电池安全问题也引起了人们的关注。新闻多次报道锂电池爆炸事故,让人们对锂电池的安全性产生了担忧。其实,锂电池安全问题主要源于操作不当、储存不当等原因。例如,过放、过充、外短路、挤压、跌落等操作不当行为,以及储存不当导致的漏液、起火、爆炸等现象。锂离子电池的安全问题主要表现为起火、爆炸、过热、漏液和电击。这些问题的产生途径包括内部短路、过充过放、外部短路、误用和滥用、外壳破裂等。要避免这些问题,我们需要正确使用和保养锂电池。正确使用锂电池的方法包括:新电池激活时,按照标准时间和方法充电,避免过充;正常使用中,根据电池剩余电量适时充电,避免过放;长期不用的锂电池,存放在阴凉干燥处,以半电状态为宜;不同类型锂电池的安全性不同,聚合物锂离子电池更安全;锂电池的保存要注意温度、电压等因素。锂电池保养须知包括:避免高温、冻结,保持适宜的充电量,避免深放电、深充电,购买正规渠道的锂电池等。总之,正确使用和保养锂电池,可以避免安全问题的发生。锂电池安全问题一直是新能源行业关注的焦点。通过正确使用和保养,我们可以最大限度地降低锂电池的安全风险。同时,选择正规渠道购买锂电池,避免私自改装,也是保障锂电池安全的重要措施。让我们一起关注锂电池安全,享受新能源带来的便利。锂电池安全问题备受关注,但通过正确使用和保养,我们可以降低安全风险。新电池激活时,避免过充;正常使用中,适时充电,避免过放;长期不用时,存放在阴凉干燥处,以半电状态为宜。不同类型锂电池的安全性不同,聚合物锂离子电池更安全。锂电池的保存要注意温度、电压等因素。保养须知包括避免高温、冻结,保持适宜的充电量,避免深放电、深充电,购买正规渠道的锂电池等。正确使用和保养锂电池,享受新能源带来的便利。
近两年,由于锂电池续航能力强,循环次数高等的综合优势而备受青睐,因为备受关注,锂电池的一些负面消息也会被放大。新事物的发展皆遵循一定的规律,锂电池在市场选择和不断发展中改进,锂电池安全问题也是大家最为关注的问题之一,同样是新能源行业最为重视亟待解决的关键点。
新闻多次报道锂电池爆炸的事故,引起人们的重视,许多小区也在公告处张贴如何正确为电动车充电。提到锂电池安全问题,很多人考虑的是锂电池爆炸、自燃等严重现象,但人们忽视了一点导致爆炸自然现象的原因是否可避免。例如,操作不当,在国标《GBT31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及实验方法》中规定,有过放、过冲、外短路、挤压、跌落等操作不当的行为导致的安全隐患,不能错误认为锂电池容易爆炸,在锂电池储存不当,发生漏液、起火、爆炸等现象属于不当使用锂电池所致。
锂离子电池的安全问题主要表现
起火,直接烧伤人体,或对电池供电的电子产品造成着火危险;
爆炸,直接危害人体,或损毁设备,并产生严重次生危害;
过热,直接对人体引起灼伤,或导致绝缘等级下降和安全元器件性能降低,或引燃可燃液体;
漏液,可能会直接被人体接触或吸人构成化学腐蚀危害,或导致电池供电的电子产品内部绝缘失效间接造成电击、着火等危险;
电击,对于输出电压超过安全电压限值的电池组,还可能引发电击危险。
锂离子电池失效产生途径
1、第一种途径:内部短路造成的过热着火;
主要与锂离子电池的内部短路有关。锂离子电池的内部短路是其安全问题的最重要诱因,大部分的安全问题都是由于内部短路引起的。内部短路是电池内的正负极短路,一般是由生产过程中混入的金属杂质、电极金属箔在剪切时造成的毛刺、使用过程中形成锂枝晶以及受到挤压等意外机械应力引起。内部短路时会产生大量的热,从而引起安全问题。
2、第二种途径:过充过放外部短路等造成的着火爆炸;
为了对锂离子进行充放电管理及安全保护,在使用电池的宿主设备或适配器中需要设计充放电管理电路,在部分设备内还有放电的负载电路。
3、第三种途径:误用和滥用导致的着火爆炸;
为了对锂离子电池进行保护,在封装过程中需要在电池组中加入保护电路板。这些电池组内部的或外部的电路都有可能出现故障,进而引起电池的过压充电、过度充电、过度放电、外部短路、过载等电应力条件,这些条件也可能会导致过热、着火、爆炸等危险。
在电应力条件中,过压充电和过度充电会产生剧烈的副反应,产生大量的热,从而导致热失控;过度放电会导致电池的电压低于厂商规定的放电截止电压,此时的副反应主要为电解液的分解,产生大量的气体导致外壳鼓胀破裂引发漏液;外部短路和过载则会使放电电流变大,从而使电池内部温度或者外部导体的温度剧增,引发热失控。
4、第四种途径:外壳破裂导致的漏液;
主要与电池外壳破裂有关。引起外壳破裂的诱因包括内部和外部应力。内部应力是指过度放电等副反应造成的内外压差;外部应力是指运输、使用过程中的正常的或者意外的机械应力,如振动、加速度冲击、跌落等造成的外壳破裂。外壳破裂会使内部的电解液泄漏,从而引起危险。
5、第五种途径:过压充电,欠压放电,内置电阻电压容量一致性差,导致爆炸;
要与一致性有关。在由多节电池(电芯)通过串联、并联以及串并混联构成的电池组中,电池之间的内阻、开路电压、容量的一致性会造成对电池组内部的某一电池或电池并联块的过压充电、欠压放电等,从而引起安全问题。
锂电池失效的原因
锂离子电池失效起鼓,首先可以分析,造成电池起鼓的直接原因是由于电解液的分解,在密封的电池内部产生了气体,造成电池鼓胀。造成电解液分解的原因有很多,所有可能的因素如图4所示,显然电解液受热分解是最主要的可能原因。
使电解液受热分解的高温,可能来自于电池过载、外部短路、高温以及电池的内部短路。如果失效前的场景应用能够排除前面三项目,则最可能的原因是电池内部短路。
锂电池鼓胀原因推导
造成电池内部短路同样有锂枝晶、毛刺和金属杂质等几种可能。需要对其可能性与成因进行进一步分析。以锂枝晶析出为例,锂枝晶的析出直接原因可能是电池材料不良所致,也有可能是负极析锂后,锂金属沿着隔膜空隙生长,接触正极便形成了锂枝晶。负极析锂的原因可能包括充电倍率过高,或者在过低温度下的充电。即电池充电温度、电流管理不当,这种不恰当是由于保护电路问题(没有设计或者设计不当)、系统充电电路问题(故障或者设计不当)以及用户使用环境问题综合造成的。
正确使用锂电池方法
1、如何为新电池充电
在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,只适用于镍电池(如镍镉和镍氢)。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,锂电池过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电(充电器显示充满即可)。
此外,锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。然而,无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以,锂电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。
最后,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。
2、正常使用中应该何时开始充电
经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电,其实锂电池的寿命与这无关。可充电次数和放电深度有关,10%放电深度时的循环寿命要比100%放电深度的要长很多。在正常情况下,应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,假如电池在预计第2天不能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电。
电池剩余电量用完再充的原则,并不是要真是使用完。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把电池的电量用完”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。
手机锂离子电池不要充得太满也不要用到没电,电池没用完电就充电,不会对电池造成伤害,充电以2-3小时以内为宜,不一定非要充满。但应该每隔3-4个月左右,对锂电池进行1-2次完全的充满电(正常充电时间)和放完电。
3、长期不用的锂电池,应该存放在阴凉偏干燥的地方
以半电状态(满电电量的70–80%,假如你的手机满电时显示4格,那么3格即可)最好,满电存放有危险且电池会有损害,无电存放电池会被破坏。每隔3-6个月,检查一次是否要补充电。
4、锂离子电池分类不同安全性不同
按电解液分可以分成液态锂离子电池和聚合物锂离子电池,聚合物锂离子电池的电解液是胶体,不会流动,所以不存在泄漏问题,更加安全。
锂电池的保存
锂原电池自放电很低,可保存3年之久,在冷藏的条件下保存,效果会更好。将锂原电池存放在低温的地方,不失是一个好方法。
锂离子电池在20℃下可储存半年以上,这是由于它的自放电率很低,而且大部分容量可以恢复。
锂电池存在的自放电现象,如果电池电压在3.6V以下长时间保存,会导致电池过放电而破坏电池内部结构,减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次,即充电到电压为3.8~3.9V(锂电池最佳储存电压为3.85V左右)为宜,不宜充满。
锂电池的应用温度范围很广,在北方的冬天室外,仍然可以使用,但容量会降低很多,如果回到室温的条件下,容量又可以恢复。
锂电池保养须知
1、充电时不得高于最大充电电压,放电时不得低于最小工作电压。
2、无论任何时间锂离子电池都必须保持最小工作电压以上,低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏,并不一定可以还原。
3、锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸。锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。
4、不要经常深放电、深充电。不过,每经历约30个充电周期后,电量检测芯片会自动执行一次深放电、深充电,以准确评估电池的状态。
5、避免高温,轻则缩短寿命,严重者可引发爆炸。如有条件可储存于冰箱。笔记本电脑如果正在使用交流电,请拔除锂离子电池条,以免受到电脑产热的影响。
6、避免冻结,但多数锂离子电池电解质溶液的冰点在-40℃,不容易冻结。
7、如果长期不用,请以40%~60%的充电量储存。电量过低时,可能因自放电导致过放。
8、由于锂离子电池不使用时也会自然衰老,因此,购买时应根据实际需要量选购,不宜过多购入。
综上所述,在使用锂电池的时候,应当避免在严酷条件下使用,如:高温、高湿度、夏日阳光下长时间暴晒等,避免将电池投入火中。拆电池时,应确保用电器具处于电源关闭状态;使用温度应保持在-20~50℃之间。避免将电池长时间“存放”在停止使用的用电器具中。购买锂电池选择正规渠道,正规厂家,禁止私自改装锂电池。
以上内容由58汽车提供。如有任何买车、用车、养车、玩车相关问题,欢迎在下方表单填写您的信息,我们将第一时间与您联系,为您提供快捷、实用、全面的解决方案。
原创文章,作者:58汽车,如若转载,请注明出处:https://car.58.com/7168539/