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【鋰電池會爆炸嗎】鋰電池很容易會爆炸嗎丨鋰電池為什么會爆炸？
? ? 只要是鋰電池，就有存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，只是這是風(fēng)險(xiǎn)概率很小。但是一旦爆炸，容量越大的鋰電池爆炸的威力就越大。
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計(jì)算一下，一顆滿電2.6AH的18650型三元鋰電池，所帶電量為2.6*3.65*3.6=34.164千焦的能量。而一般手槍的槍口發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的能量在2.2千焦左右.1焦耳相當(dāng)于1牛頓的力使物體在力的方向上移動1米時(shí)所做的功，所以在手槍50米的范圍內(nèi)，可以輕松擊殺敵人。想想看，一輛特斯拉需要使用7000多節(jié)3.4AH的18650型號鋰電池哦。
電池爆炸的一個(gè)重要誘因即是電池短路（即電池所在的電路中沒有用電器，以至短時(shí)間內(nèi)通過電池內(nèi)部的電流過大的現(xiàn)象），而無論是電池短路還是過度充電（鋰電池爆炸的另一個(gè)重要誘因，即電池充電電壓高于其設(shè)定的上限），都會導(dǎo)致鋰電池內(nèi)部在短時(shí)間內(nèi)積聚大量的熱量和氣體（鋰電池工作時(shí)會生成氣體），這樣一來，為了釋放壓力，鋰電池要么會激發(fā)內(nèi)部的壓力釋放裝置，壓力過大就會直接使其外殼裂開，而這兩種情況均會導(dǎo)致電池內(nèi)部材料直接接觸空氣，從而發(fā)生燃燒，嚴(yán)重時(shí)就是爆炸了?？偠灾褪菬崾Э?。
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前面提到，鋰電池爆炸有兩個(gè)重要的誘因，一個(gè)是短路，一個(gè)是過充。短路很容易理解，就是電池正負(fù)極直接接觸。第一，正常短時(shí)間內(nèi)的，小面積內(nèi)的短路所產(chǎn)生的熱量其實(shí)很少，不會造成熱失控。電芯本身設(shè)計(jì)時(shí)使用有個(gè)防爆閥，意思就是當(dāng)電芯內(nèi)部壓力超過了一定的值時(shí)，就會沖開防爆閥，熱量快速消散。第二就是正常使用的電池充電設(shè)備都防過充保護(hù)，當(dāng)電池電壓達(dá)到一定值時(shí)就會停止充電。第三電芯本身殼體就是鋼殼，具有很好的保護(hù)性。
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鋰聚合物電池用久了里面會產(chǎn)生氣體，所以會膨脹。
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到一定程度的時(shí)候，電池外殼的封口處會漏液，所以還是不要用的好、為什么用鋰離子電池？相較于其它種類的充電電池，鋰離子電池有許多優(yōu)點(diǎn)，這其中最重要的一個(gè)，就是它的能量密度。鋰離子電池的電極一般是用鋰化合物和石墨（純碳）所構(gòu)成，兩者都是非常輕的材料，同時(shí)鋰也是一個(gè)反應(yīng)性非常強(qiáng)的元素，因此原子的鍵結(jié)中可以存放更多的能量。這兩者相加，就意味著在現(xiàn)有的充電電池中，想擁有同樣的蓄電量的話，鋰離子電池是最輕的，適合手機(jī)、筆電、數(shù)字相機(jī)等隨身物品使用。此外，鋰離子沒有記憶效應(yīng)，也就是說鋰離子電池不必先把電力放光才能再充電，而且蓄電量也不會太快減少，大約每個(gè)月減少0.1%的電力（算上保護(hù)回路的需求也才5%，鎳氫電池大約每個(gè)月減少20%）。最后，它還可以歷經(jīng)數(shù)百次的充放電，依然生龍活虎。
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但鋰離子電池也有缺點(diǎn)。其中最主要的一個(gè)，就是它的總蓄電力（最大電量）會隨著出廠時(shí)間增加而減少–無論你用不用鋰離子電池，出廠2~3年后電池的最大蓄電力都會大幅降低，甚至無法使用，因此「買了放著」是完全錯(cuò)誤的做法。其次，鋰離子電池很怕熱，在高溫的環(huán)境上最大蓄電量降低的效應(yīng)會被加速，這部份后面會再補(bǔ)充。再者，鋰離子電池也怕過放電，一但放電超過某個(gè)程度，電力可能會再也充不進(jìn)去。當(dāng)然，鋰離子電池還有會爆炸的危險(xiǎn)，這是大家都知道的。
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為什么鋰離子電池會爆炸？這要從它的化學(xué)性質(zhì)談起…鋰離子電池的化學(xué)小姜這里盡量不講的太深入（其實(shí)是自已也不是完全懂orz），但簡單來說，鋰離子電池和所有充電電池一樣，都有一個(gè)正極材料和一個(gè)負(fù)極材料，在這里正極材料是通常是鋰鈷氧（LiCoO2），而負(fù)極材料則有很多種，最常見的石墨（碳）。充電時(shí)鋰鈷氧中的鋰離子會游過中間的電解質(zhì)，附著在負(fù)極上，而放電（上圖）時(shí)則是相反，從負(fù)極的碳游回鋰鈷氧這一側(cè)。
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在一顆以石墨為負(fù)極的鋰離子電池里，是用一層鋰鈷氧，一層裝有電解質(zhì)的分隔物、一層石墨為一組，一組一組的迭起來。在手機(jī)電池那種薄型電池中，里面就是這樣一層一層迭起來的，而在筆電里則通常是把這一片片的材料卷成圓柱狀，變成像3號電池那樣的東西。在鋰離子電池中，帶有最大的危險(xiǎn)的不是兩個(gè)電極，而是中間的有機(jī)電解質(zhì)溶劑，以易燃的醚類最多。當(dāng)電池因?yàn)槿魏卧蚨搪窌r(shí)，電池內(nèi)能量會在短時(shí)間以熱的形式釋放出來，點(diǎn)燃這些做為溶劑的醚類，引發(fā)爆炸。
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過放電時(shí)鋰離子會和鋰鈷氧直接發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氧化鋰和氧化鈷。這個(gè)反應(yīng)是不可逆，所以過放電的鋰離子電池就等于報(bào)銷了。
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在工研院得到的經(jīng)驗(yàn)是：「怎么這么難爆??！」在工研院，他們裝了一臺機(jī)器，用鉆頭刺穿平板狀況的薄型電池，基本上必需要是新的、充飽電的電池才有最大的爆炸危險(xiǎn)，只要是用過一段時(shí)間的電池，不僅最大電壓會大為降低，而且里面使用的材料也會「鈍化」，變得不那么容易反應(yīng)。我們準(zhǔn)備了一大堆舊電池準(zhǔn)備要爆個(gè)過癮，沒有想到的是，不僅全部的舊電池都沒爆掉，連全新的電池都不見得每顆都爆。這是不是說買二手的電池搞不好比較安全？
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但是爆炸是一回事，我們從探針上的溫度計(jì)還是看到了非常可怕的溫度，電池短路后內(nèi)部溫度常常在100度以上，想必這么燙一塊東西放在褲子口袋里還是不可能舒服的吧！
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鋰離子電池有什么安全措施？為了避免鋰離子電池過熱，甚至爆炸，現(xiàn)代的鋰離子電池內(nèi)建了許多自我保護(hù)的機(jī)制。首先，每顆鋰離子電池（或在筆電的例子中，整組電池組）都內(nèi)建了一顆控制芯片，這顆控制芯片會監(jiān)控電池的電壓（電池組的話，會監(jiān)控其中每個(gè)電池的個(gè)別電壓）和溫度，超出設(shè)定的范圍，芯片就會自動斷電。此外，每顆電池還會設(shè)計(jì)排氣孔，讓因高溫產(chǎn)生的氣體可以順利地排掉，不至于累積產(chǎn)生爆炸。
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這些保護(hù)措施對沒有實(shí)體受到傷害的電池來說是足夠了，但如果是被破壞（例如被穿刺）的鋰電池怎么辦？這就是工研院新研發(fā)的STOBA電池的強(qiáng)項(xiàng)了。STOBA電池在電解液內(nèi)加入了一種「奈米級的高分子材料」，當(dāng)受熱時(shí)，這種高分子材料會聚合成一種具有隔離效果的薄膜，阻止鋰離子的流動，切斷暴走的短路電池繼續(xù)加熱電池的可能。這種技術(shù)不僅阻止電池爆炸，也阻止了電池可能過熱的危險(xiǎn)，大部份我們看到的實(shí)驗(yàn)，溫度都沒超過攝氏60度–還是會燙，但至少沒有引燃周圍可燃物的危險(xiǎn)。
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另外兩個(gè)影響蓄電量降低的因素，一是溫度，二是電池充多飽。無論你做什么（或不做什么），鋰電池的總蓄電量都是不斷地在下降的，但高溫和充到飽卻會加速下降的速度。因此買一臺不那么熱情的筆電，不僅對生育能力有正面的幫助，對減緩電池的蓄電量的降低也是幫助很大的。另外，如果計(jì)算機(jī)有相關(guān)的設(shè)定的話，將電池充到八分飽能將蓄電量降低的速度減少為一半–意即如果每次都將電池充到飽，一年之后本來可以跑4小時(shí)的計(jì)算機(jī)只能跑2小時(shí)的話，那每次都只將電池充到八分飽，一年之后計(jì)算機(jī)還可以跑3小時(shí)。
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鋰離子電池的電極一般是用鋰化合物和石墨（純碳）所構(gòu)成，兩者都是非常輕的材料，同時(shí)鋰也是一個(gè)反應(yīng)性非常強(qiáng)的元素，因此原子的鍵結(jié)中可以存放更多的能量。這兩者相加，就意味著在現(xiàn)有的充電電池中，想擁有同樣的蓄電量的話，鋰離子電池是最輕的，適合手機(jī)、筆電、數(shù)字相機(jī)等隨身物品使用。此外，鋰離子沒有記憶效應(yīng)，也就是說鋰離子電池不必先把電力放光才能再充電，而且蓄電量也不會太快減少，大約每個(gè)月減少0.1%的電力（算上保護(hù)回路的需求也才5%，鎳氫電池大約每個(gè)月減少20%）。最后，它還可以歷經(jīng)數(shù)百次的充放電，依然生龍活虎。但鋰離子電池也有缺點(diǎn)。
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