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处处有“锂”安然知若干?锂离子电池安然科普常识

装饰工程通讯 2025-01-11 0

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本文通过概述锂离子电池构造、事情事理以及热失落控缘故原由,帮助大家理解锂离子电池利用过程中的安全把稳事变,精确利用产品,避免侵害事宜发生。

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什么是锂离子电池

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(图片来自网络侵删)

锂离子电池是一种可充电电池,紧张由正极、负极、电解质和隔膜等组成。
目前,主流的锂离子电池封装形式有圆柱、方形和软包三种。
常见的锂离子电池有磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂以及三元锂(三元镍钴锰)电池等。
与其他可充电电池比较,锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、轻质化和环保等优点。

图1 锂离子电池构造

锂离子电池紧张依赖锂离子在正、负极之间反复迁移,实现化学能与电能相互转化。
充电时,锂离子从正极脱嵌,经由电解质嵌入负极,负极处于富锂状态。
放电时则相反。

以钴酸锂电池为例,以LixCoO2为正极(个中0<x<1),石墨为负极。
在充电过程中,锂离子从正极材料中脱出,经由电解液运输到负极材料表面,电子通过外电路传输至负极集流体;溶剂中的锂离子与电子、负极石墨空穴结合,形成嵌锂石墨,放电过程与充电过程相反[1]。
充电过程正负极反应如下:

锂离子电池热失落控缘故原由

一样平常来说,导致锂离子电池热失落控的根源是电池内部一系列繁芜且相互关联的“链式副反应”,最具代表性的链式反应包括:外部机器、电、热滥用→内部产热→SEI膜分解→负极与电解液反应、产气→隔膜熔化→内部短路→安全阀开启→正极与电解液反应、产气→电解液分解、产气→电解液、气体燃烧→动怒爆炸[2]。

(1)机器方面。
锂离子电池因受外力浸染,如针刺、挤压、碰撞等,导致隔膜被毁坏而发生短路,在对电池进行穿刺实验时,电池迅速涌现动怒征象,同样的,严重的冲击也会引发电池热失落控。

(2)电池过充。
电池过充常见的有利用不匹配的充电器进行充电,或非正规渠道购买的锂离子电池随意马虎涌现过充。

(3)短路问题。
包含外短路和内短路两种:引发外短路的情形有电池外部线路老化、锂离子电池永劫光被浸泡在水中等;内部短路方面有生产工艺的影响、理枝晶的产生导致隔膜被毁坏等。

(4)外部温度影响。
外界高温会影响锂离子电池的利用安全,如酷热景象下永劫光暴晒的行车记录仪、无人机等。

这些滥用条件会引发一系列的放热反应,并导致锂离子电池内部温度升高,高温又会反过来加速放热反应的进行,终极引发锂离子电池热失落控。

图2 锂离子电池热失落控示例

锂离子电池干系产品召回范例案例

截至目前,我国针对锂离子电池方面的召回紧张集中在条记本电脑、电动自行车、移动电源产品等,召回的缘故原由紧张是锂离子的电池芯可能会涌现内部短路,存在过热动怒安全隐患;锂离子电池抗冲击性能不符合国家标准干系安全哀求,极度条件下,存在动怒的安全隐患;分外条件下,锂离子电池过热导致发生变形的征象,存在动怒安全风险。
基于锂电池动怒安全风险相对较高的情形,企业在创造产品可能存在类似风险时,绝大多数企业通过改换电池、退换的形式肃清毛病或降落产品安全风险。

锂离子电池安全把稳事变

消费者在购买和利用锂离子电池的产品时要把稳以下事变:

(1)通过正规渠道选购干系产品。

(2)充电时利用性能良好的原装充电器或与产品相匹配的充电器,并避免持续永劫光充电。

(3)利用时避免遭受剧烈的颠簸或碰撞,切勿利用如钉子或其他尖锐物刺穿锂离子电池。

(4)避免在高温、高湿度环境下利用锂离子电池产品,当电池涌现鼓胀时,建议停滞连续利用,并妥当处理。

(5)电池存放时要把稳环境的温度和湿度,建议在温度25℃的环境下保存,把稳防潮防湿,定期补电,不要挤压、碰撞,不要存放在有强静电和强磁场的地方。

据工信部干系数据显示,2022年全国锂离子电池产量达750GWh,同比增长超过130%;家当规模进一步扩大,行业总产值打破1.2万亿元。
消费者在享受锂离子电池带来便利的同时,也要理解此类产品的安全特性,时候绷紧安全这根弦。
据国家消防接济局干系数据显示,仅2022年全国共接报电动自行车失火1.8万起,个中过度充电、电池故障等是导致电动自行车电气失火的紧张缘故原由。
随着新产品、新技能、新业态的大量呈现,做好产品安全监督和风险管理,及时剖析和总结产品安全问题,并采取时下消费者喜闻乐见的办法科普安全知识,对提升"大众年夜众的安全意识、预防侵害事宜发生具有主要意义。

作者单位:中国标准化研究院,国家市场监管重点实验室(产品毛病与安全)

帮助项目:中国标准化研究院2023年产品安全研究所实验室运行保障项目(科普类),项目编号:282023Z-10428。

参考文献

[1] 黄沛丰. 锂离子电池失火危险性及热失落控临界条件研究[D].中国科学技能大学,2018.

[2] Mei W , Liu Z , Wang C ,et al.Operandomonitoring of thermal runaway in commercial lithium-ion cells via advanced lab-on-fiber technologies[J].Nature Communications, 2023, 14(1).

本文来自《产品安全与召回》杂志第5期,转载请注明来源。

国家市场监管总局主管
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