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鋰電池和鉛酸電池的安全隱患問題

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年09月25日  

鋰電池和鉛酸電池的安全性問題一直是用戶爭議的一個點,有人說鋰電池比鉛酸電池更安全,但有人卻想的恰好相反。從電池結(jié)構(gòu)來說,目前鋰電池包基本都是18650電池進(jìn)行封裝,而鉛酸電池則基本上也是密封性能很好的免維護(hù)性鉛酸電池,兩者的危險系數(shù)基本相當(dāng)。


鋰電池:


鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。


鉛酸電池:


鉛酸電池(VRLA),是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下,正極主要成分為二氧化鉛,負(fù)極主要成分為鉛;充電狀態(tài)下,正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。


一個單格鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V;在應(yīng)用中,經(jīng)常用6個單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標(biāo)稱是12V的鉛酸電池,還有24V、36V、48V等。


從電池的安全防護(hù)角度來看,18650電芯上都設(shè)計有安全閥,不僅可以釋放內(nèi)部過大壓力,還會物理斷開電池與外界的電路連接,相當(dāng)于將該電芯物理隔斷,以保證電池包其它電芯的安全。另外,鋰電池包通常都會配備BMS保護(hù)板,它能夠精準(zhǔn)控制電池包中每一顆電芯的狀態(tài),直接從根源上解決過充過放的問題。


鋰電池BMS電池管理系統(tǒng)就可以給電池提供十足的保護(hù),功能就包括:充/放電高低溫保護(hù);單節(jié)過充/過放電壓保護(hù);充/放電過流保護(hù);電芯均衡;短路保護(hù);充電提醒等等。


鋰電池包的電解液為鋰鹽與有機溶劑的混合溶液,其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰,該材料在高溫下易發(fā)生熱分解,并與微量的水以及有機溶劑之間進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng),降低電解液的熱穩(wěn)定性。


動力鋰電池主要用磷酸鐵鋰,磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,難以分解,即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì),因此擁有良好的安全性。有報告指出,實際操作中針刺或短路實驗中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象,但未出現(xiàn)一例爆炸事件。鋰電池包安全性較之已大有改善。


相反,鉛酸電池缺乏BMS系統(tǒng)保護(hù)。鉛酸電池在安全防護(hù)上除了安全閥之外似乎就乏善可陳,BMS保護(hù)幾乎不存在,很多劣質(zhì)充電器甚至都無法做到充滿后斷電,安全保障上與鋰電池相去甚遠(yuǎn)。再配上劣質(zhì)充電器,不出事兒是你人品好。


電動車自燃爆炸常有發(fā)生,多數(shù)都是電池充放電造成的,有專家解釋,鉛酸蓄電池的充電時間過長,充電到末期,兩極轉(zhuǎn)化為有效物質(zhì)后,如果再繼續(xù)充電,就會產(chǎn)生大量的氫、氧氣體。當(dāng)這種混合氣體濃度在空氣中占4%時,又來不及逸出,如果排氣孔堵塞或氣體太多,遇到明火就會發(fā)生爆炸,輕則損壞蓄電池,重則傷人、損物。也就是,鉛酸電池一旦過度充電,將提高爆炸的幾率。而目前市面上的鉛酸電池并沒有做任何的“過充保護(hù)”,這就讓充電中的尤其是充電末期的鉛酸電池危險性極高。


最后還有一點,如果是因為意外沖撞造成電池結(jié)構(gòu)遭到破壞,鉛酸電池似乎比鋰電池更安全一些。不過在這種等級的事故中,電池材料早已暴露在開放環(huán)境中,爆炸也就無從談起了。


從以上關(guān)于鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池的安全隱患內(nèi)容中,可以看出,鉛酸電池最大的安全隱患問題在于其構(gòu)成材料。鉛酸電池的電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液為硫酸溶液。這些構(gòu)成材料本身穩(wěn)定性就不太高,如果發(fā)生漏液或者爆炸事故,所造成的危害相較于鋰電池而言會高很多。


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