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保定市滿城區聯東U谷22號樓前不久,上海楊浦區一居民家中,發生了一起鋰電池充電時爆炸起火的事故,情況十分危險。事實上,這樣的新聞并不少見。那么,為什么鋰電池在充電時容易著火?有什么辦法可以避免嗎?
相比鉛酸電池,鋰電池更容易發生安全事故,主要因為二者電解液不同。鉛酸電池電解液一般是水溶液,不易起火;而鋰電池電解液則是有機質,屬于易燃物。
那么,為什么鉛酸電池可以用水溶液,鋰電池卻要用相對危險的有機質作為電解液呢?簡單來說,二者的最高電離電壓不同。水溶液的最高電離電壓為2V,而這個電離電壓對于鋰電池而言是遠遠不夠的。為了提高電能量密度,鋰電池必須將有機質作為電解液。當有機質電解液被密封在電池這樣一個狹窄的空間里面,就會存在一個較高的爆炸和起火的風險。
為什么充電時,鋰電池容易起火呢?鋰電池負極的SEI膜(即固體電解質膜)破壞,是最主要的原因之一。和鉛酸電池一樣,鋰電池也分為正負極,正極一般是鋰的過渡金屬氧化物,負極是石墨和碳。
而當負極表面的SEI膜被破壞,充電時產生的碳和鋰的化合物無法正常到位,電池內部就會產生巨大的熱量。而當溫度上升,鋰電池的正極就會自動析出氧氣—當“溫度上升、存在易燃物、存在氧氣”這三大燃燒條件都具備時,爆炸起火的概率就急劇上升了。
正因為鋰電池的正極在溫度升高時,會自動釋放氧氣,因此我們無法通過隔絕氧氣的辦法來進行滅火,就是說干粉滅火器都派不上用場。因此鋰電池著火,是非常危險的。
那么,我們如何解決鋰電池的安全問題呢?這是一項系統性的工程,需要從電池的設計開始,到電池的保護板,再到充電,環環相扣地進行。所以購買了鋰電池電動車的用戶,一定要按照操作說明使用電池,建議大家一年左右進行一次電池的安全檢查,防患于未然。