鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4413次 | 2021年04月12日
鋰離子電池著火原因及正確的滅火姿勢介紹
一、鋰離子電池的組成及自燃原因
鋰離子電池存在自燃的風(fēng)險(xiǎn),內(nèi)部短路,外部撞擊,電池組過熱都是出現(xiàn)鋰離子電池自燃的重要原因。
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短路
鋰離子電池由三個(gè)基本部分組成,①正極端,通常為鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物等;②負(fù)極端,通常為石墨材料,鈦酸鋰,鋰硅,或者鍺鋰等;③電解質(zhì),通常為非水鹽得有機(jī)溶劑,作為正負(fù)極鋰離子移動(dòng)的介質(zhì),同時(shí)作為電池絕緣體。這些電極材料及電解質(zhì)都是易燃物,其隔膜很薄,通常只有2025nm,因此極易造成內(nèi)短路。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
示意:這叫短路,原理相似
市面上許多充電寶都是小作坊生產(chǎn)的,其生產(chǎn)品質(zhì)不可靠如:電芯極耳過長,易與極片或殼體接觸造成內(nèi)短路,或極耳壓迫卷芯導(dǎo)致正負(fù)極短路,或在兩極之間留下金屬粉末、銅箔、鋁箔碎片等,更是新增了電池短路的幾率。
2
撞擊
一項(xiàng)有關(guān)鋰離子電池接受外力撞擊的測試中顯示,當(dāng)一塊鋰離子電池受到重量為5kg的重錘,從0.6m的高度,做自由落體的撞擊時(shí),瞬間在其內(nèi)部出現(xiàn)25J的能量,使電池的溫度升高了120℃。鋰離子具有較強(qiáng)的活性,因此該種電池對(duì)受到的外力非常敏感,當(dāng)遭受撞擊或從高處墜落時(shí),電池組變會(huì)出現(xiàn)內(nèi)熱,進(jìn)而引起電池自燃。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
根據(jù)專業(yè)人士的分析,除了猛烈撞擊外,一些品質(zhì)不可靠的電池甚至可能在飛機(jī)飛行時(shí)顛簸+低氣壓的情況下引發(fā)自燃。
3
過熱
引起鋰離子電池過熱的原因重要是過度充電。過充后極片上到處都是針狀鋰金屬結(jié)晶,引起微短路。因此,電池溫度會(huì)逐漸升高,最后高溫將電解液氣化,致使電池組內(nèi)壓增高。
不論是溫度過高使材料燃燒,還是電池組的外殼被撐破,都會(huì)導(dǎo)致外部空氣進(jìn)入電池內(nèi)部發(fā)生激烈氧化反應(yīng),引起電池燃燒。要說明的是由過充引發(fā)的自燃,并不一定發(fā)生在充電的過程之中。有可能電池溫度還未高到讓材料燃燒、出現(xiàn)的氣體也未足以撐破電池外殼時(shí),電池使用者就終止充電,而電池內(nèi)部積聚的熱量,慢慢的將電池溫度提高,經(jīng)過一段時(shí)間后,才發(fā)生自燃,甚至爆炸。
關(guān)于不同的鋰離子電池有著不同的熱穩(wěn)定極限溫度,鋰鈷氧化物電池為130℃,鋰錳氧化物電池為250℃,當(dāng)超過這個(gè)溫度時(shí),將會(huì)出現(xiàn)自燃。
二、鋰離子電池自燃的預(yù)防及應(yīng)對(duì)方法
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使用過程中預(yù)防自燃措施
a、使用與電池相匹配的充電器為電池充電;
b、不要在手機(jī)充電的時(shí)候通話,手機(jī)充電時(shí)電池會(huì)出現(xiàn)熱量,假如同時(shí)再繼續(xù)通話,那么熱量就會(huì)快速提升,很容易引發(fā)危險(xiǎn);
c、不要接觸水或者高溫(100℃以上)不止高溫,低溫也不行鋰離子電池充電的合理溫度范圍是0--45℃,放電的合理溫度范圍是-20--60℃。假如電池充電時(shí)的溫度低于0℃,那么在電池的正極會(huì)析出金屬鋰,使電池關(guān)于震動(dòng)或撞擊更加敏感,新增危險(xiǎn)性;
d、隨身攜帶鋰離子電池時(shí),應(yīng)注意遠(yuǎn)離其它金屬物體;
e、防止電池被過度充電或過度放電,二者都會(huì)破壞電池內(nèi)部的保護(hù)電路。
f、大量儲(chǔ)存鋰離子電池的地方,應(yīng)注意控制環(huán)境溫度,防止外力的撞擊
g、最后一個(gè)是,非專業(yè)人士請(qǐng)不要隨意拆解電池,專業(yè)人士慎重拆電池。
小編認(rèn)為,這些個(gè)金科玉律大家都應(yīng)該略懂,但遵守起來應(yīng)該是比較困難的。
2
鋰離子電池自燃后的應(yīng)對(duì)方法
盡管采取了一系列的預(yù)防措施,但是鋰離子電池發(fā)生自燃的可能性仍然存在。假如發(fā)生鋰離子電池自燃,通常來說按照如下的步驟進(jìn)行應(yīng)急處理:
a、首先切斷電源。假如電池正在充電過程中出現(xiàn)高熱、表面鼓脹、冒煙等現(xiàn)象時(shí),預(yù)示著該電池將很快發(fā)生自燃,甚至發(fā)生爆炸,因此應(yīng)該在第一時(shí)間切斷電源。
b、當(dāng)電池出現(xiàn)自燃時(shí),應(yīng)立即對(duì)電池做持續(xù)的降溫處理,用水撲救是最理想的解決辦法。假如火勢較大,可以使用ABC干粉滅火器或二氧化碳型滅火器撲滅明火,然后再用水給受損的電池持續(xù)降溫,持續(xù)關(guān)注自燃電池,假如仍舊是發(fā)熱,則繼續(xù)用水為電池降溫,直至完全冷卻。
由于鋰離子電池是一種化學(xué)燃燒,假如不給與持續(xù)冷卻,則在其內(nèi)部將會(huì)持續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),燃燒。所以,鋰離子電池著火用礦泉水撲火是一個(gè)正確的姿勢,用我降溫沒錯(cuò)!沒錯(cuò)!沒錯(cuò)!
而單純的單純的鋰金屬燃燒,屬于D類火災(zāi),不能使用水作為滅火劑,CO2,BC和ABC干粉滅火劑等常規(guī)滅火劑也不能使用。但是,鋰離子電池中,鋰以氧化物或鹽的形式存在,對(duì)水具有較強(qiáng)的惰性,因此用水撲救是安全的。
c、阻隔可燃物。在條件允許的情況下,迅速移開發(fā)生自燃的電池周圍的可燃物。鋰離子電池發(fā)生自燃后,出現(xiàn)高溫的電解質(zhì)煙霧和蒸汽,其密度大于空氣,因此可以沿著地面迅速向周邊擴(kuò)散,引燃周圍的可燃物,進(jìn)而引起更大范圍的火災(zāi)。
e、不要對(duì)鋰離子電池用冰塊降溫。由于火是由化學(xué)反應(yīng)引起的,用冰塊就像一座冰屋相同蓋住了外部,而內(nèi)部的熱量散發(fā)不出來,持續(xù)的高溫進(jìn)一步促使化學(xué)反應(yīng)加劇,此時(shí)內(nèi)部溫度將急速升高,電解質(zhì)氣體大量積聚,進(jìn)而引發(fā)電池的爆炸,其威力和破壞性比電池平靜的自燃更可怕。
f、即使出現(xiàn)了明火,也應(yīng)防止使用泡沫滅火器,噴出的泡沫附著在電池外圍形成熱絕緣體,從而新增化學(xué)反應(yīng),出現(xiàn)更多的熱量。