鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極,以含鋰的化合物為正極(根據(jù)正極化合物不同,常見(jiàn)的鋰離子電池有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元鋰等)。中間有一層膈膜,避免正負(fù)極短路。在充放電過(guò)程中,Li+在正負(fù)極間往返:充電時(shí),鋰離子從正極脫嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極;放電時(shí)則相反。在鋰離子的嵌入與脫嵌過(guò)程中,同時(shí)伴隨著等當(dāng)量的電子的嵌入和脫嵌,也就產(chǎn)生了電流。
電動(dòng)車鋰電池為什么會(huì)爆炸?
了解了鋰電池的工作原理,也就能知道鋰離子電池會(huì)爆炸的原因了,主要分為以下兩點(diǎn)。
1、過(guò)充導(dǎo)致放出的鋰過(guò)多,負(fù)極部位容量不足,充電時(shí)產(chǎn)生的鋰就無(wú)法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中,會(huì)在負(fù)極表面形成金屬鋰。時(shí)間一久,這些鋰原子會(huì)由負(fù)極表面往鋰離子來(lái)的方向長(zhǎng)出樹(shù)枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過(guò)膈膜紙,使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸,這是因?yàn)樵谶^(guò)充過(guò)程,電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng),進(jìn)而爆炸。
2、充放電時(shí),電流的限制也很有必要。電流過(guò)大時(shí),鋰離子來(lái)不及進(jìn)入間層結(jié)構(gòu)中,也會(huì)匯集在負(fù)極材料表面。這些鋰離子獲得電子后,會(huì)在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶,這與過(guò)充一樣,會(huì)造成危險(xiǎn)性。
因此,一般在鋰電池組內(nèi),除了鋰電池芯外,都會(huì)有一片保護(hù)板,也就是我們常說(shuō)的BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM),中文名字叫電池管理系統(tǒng)。它能夠監(jiān)測(cè)鋰電池的電壓、電流和溫度等信息,并根據(jù)鋰電池的狀態(tài),在需要的時(shí)候進(jìn)行干預(yù)。
不論是電動(dòng)汽車還是電動(dòng)自行車,鋰電池事故已不再是新鮮事。在老國(guó)標(biāo)時(shí)代,電動(dòng)車行業(yè)已經(jīng)有少量的鋰電池應(yīng)用,就已經(jīng)發(fā)生了不少安全事故,其主要原因是鋰電芯不穩(wěn)定,PACK工藝不成熟,還有對(duì)鋰電池知識(shí)匱乏導(dǎo)致的不良使用習(xí)慣等。隨著新國(guó)標(biāo)時(shí)代鋰電池的用量激增,如果不采取一些措施,其事故概率可想而知。