鉅大LARGE | 點擊量:1494次 | 2021年03月17日
電池“燃燒”的原因是什么?該如何防止?
鋰離子電池在智能手機(jī),筆記本電腦和電動汽車中安裝數(shù)十億次。它們因其高能量密度而受到重視。但鋰離子電池在過去幾年也引起了負(fù)面新聞:圖像顯示筆記本電腦燜燒,智能手機(jī)燒壞。燃燒電池內(nèi)部會發(fā)生什么,這可以防止嗎?
由于他們首先在攝像機(jī)來到世紀(jì)90年代初,鋰離子電池已經(jīng)開始在全球范圍內(nèi)的成功:今天,數(shù)以億計的這種電池的智能手機(jī)和筆記本電腦每年建成,而且在電動汽車和飛機(jī)找到他們。鋰離子技術(shù)實際上首先使智能手機(jī)和筆記本電腦成為可能,研究人員說。與其他電池相比,它們具有迄今為止最高的能量密度。
但是,假如電池內(nèi)部發(fā)生短路,這種性能也可能是有害的。這是非常罕見的,數(shù)十億的電池只有幾十個受到影響-但是通過媒體一遍又一遍地反復(fù)出現(xiàn)熔化甚至爆炸的鋰離子電池的圖像。
與其他電池相同,鋰離子電池由兩個電極組成。負(fù)極,陽極和正極,即陰極,通過所謂的隔膜分離,所述隔膜可透過鋰離子。電極之間的空間另外填充有電解質(zhì)。電解質(zhì)是液體,鋰離子應(yīng)盡可能自由地移動,但不導(dǎo)電。
在新充電的智能手機(jī)或筆記本電腦中,鋰最初是陽極上的電中性鋰原子形式。陽極材料由石墨組成,其中嵌入鋰。假如手機(jī)或計算機(jī)正在消耗電力,則會發(fā)生以下情況:在電池內(nèi)部,鋰離子通過電解質(zhì)而隔板到達(dá)陰極再次存儲。同時,陽極材料發(fā)射電子,該電子也通過外部電路流到陰極。
在充電過程中,該過程被反轉(zhuǎn):現(xiàn)在,由于施加的電壓比所述電壓在電池盛行時,鋰離子移動回到陽極和存儲在那里。電池充電是因為陽極處的鋰電位更高,F(xiàn)iggemeier解釋道。所以你必須施加能量將鋰從陰極帶到陽極-相反,能量被釋放。鋰離子特別好,因為它們可以在電池中出現(xiàn)特別大的電位,即大約4伏。關(guān)于其他電池,這些電位并不高。具有如此高的能量密度,基本上可以釋放更多的能量??赡馨l(fā)生在你身上的最糟糕的事情是四伏短路。
當(dāng)不受控制的電流在陰極和陽極之間流動時發(fā)生短路,因為兩極之間的電壓下降到接近零-例如因為兩個電極接觸或者由于它們之間的金屬連接。然后,能夠在很短的時間內(nèi)非常有選擇地釋放能量。溫度在這些點上升得非常高,并且電池可以以超過有機(jī)電解質(zhì)的著火溫度的方式加熱,F(xiàn)iggemeier描述了該過程。