【準信企業說消防】都是電池惹的禍！

發布日期：2016/7/18    瀏覽：6860次    來源：Reliance

        [新聞一]

        7月10日上午，深圳龍華的美拜電池廠發生火災，消防隊員勘查火情時，四樓突然發生爆炸，四樓部分散落的墻體及飛濺的玻璃，其中1名消防員腿部骨折及面部灼傷，其余2人留院觀察。據了解，發生事故的美拜電子廠是一家鋰電池生產企業，燃爆物為四樓老化車間的鋰電池半成品。據了解，美拜企業是做各種3C產品電池的工廠，網上有新聞稱該廠曾在3月22日曾發生過倉庫起火，第一次大火至次日凌晨才被撲滅，這次時隔不到四個月再次發生火災。

        就在同一天，深圳龍崗另一家鋰電廠耀安也發生了一起火災。

        [新聞二]

        5月31日下午17:53，江蘇海四達電源有限公司鋰電池滿電態擱置倉庫發生一起爆炸事故，造成18人受傷（含公司總經理）、 2人死亡（含1名消防人員），目前企業已經停產。

        以手機為代表的各類消費電子、移動電源、新能源汽車都采用了鋰電池裝置。因此，鋰電池安全問題是消費者最關注的問題之一。準信智慧消防帶您一起了解與我們生活關系密切的鋰電池！

        與鉛酸電池相比較，鋰電池能量密度高、壽命長、體積小、重量輕等優點，被人們寄予厚望。然而時值今日，鋰電池實際替代鉛酸電池不到10%。主要原因還是“安全性”，鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高，以下六種原因會導致鋰電池爆炸，這些原因與鋰電池的生產過程、電極材料及電解液等用材、以及個人使用方法都有著緊密的聯系。

        引起鋰電池爆炸的六大原因

        一、外部短路

        外部短路可能由于操作不當，或誤使用所造成，由于外部短路，電池放電電流很大，會使電芯的發熱，高溫會使電芯內部的隔膜收縮或完全壞壞，造成內部短路，因而爆炸。

        二、內部短路

        由于內部產生短路現象，電芯大電流放電，產生大量的熱，燒壞隔膜，而造成更大的短路現象，這樣電芯就會產生高溫，使電解液分解成氣體，造成內部壓力過大，當電芯的外殼無法承受這個壓力時，電芯就會爆炸。

        三、過充

        電芯過充電時，正極的鋰過度放出會使正極的結構發生變化，而放出的鋰過多也容易無法插入負極中，也容易造成負極表面析鋰，而且，當電壓達到4.5V以上時，電解液會分解生產大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。

        四、過放

        五、水份含量過高

        水份可以和電芯中的電解液反應，生產氣體，充電時，可以和生成的鋰反應，生成氧化鋰，使電芯的容量損失，易使電芯過充而生成氣體，水份的分解電壓較低，充電時很容易分解生成氣體，當這一系列生成的氣體會使電芯的內部壓力增大，當電芯的外殼無法承受時，電芯就會爆炸。

        六、負極容量不足

        當正極部位對面的負極部位容量不足，或是根本沒有容量時，充電時所產生的部分或全部的鋰就無法插入負極石墨的間層結構中，會析在負極的表面，形成突起狀“枝晶”，而下一次充電時，這個突起部分更容易造成鋰的析出，經過幾十至上百次的循環充放電后，“枝晶”會長大，最后會刺穿隔膜紙，使內部產生短路。

        如何使鋰離子電池更安全？

        為了避免鋰離子電池過熱，甚至爆炸，除了確保安全的生產環境和工藝外，鋰電池的安全設計、鋰電池的材料安全以及鋰電池的使用細節也是確保鋰電池安全的關鍵因素。

        1.安全設計

        ①  鋰電池內部采用開關原件。在電池內部溫度上升時，阻值隨之上升，溫度過高后停止放電，防止過度放電的情況。

        ②  設置電池出氣孔。在電池內壓上升到一定程度后出氣孔自動打開，保持內壓的平衡，防止電池炸裂的情況出現。

        2、材料安全

        ① 優化電解質體系。目前電解液主要為有機溶劑，難以承受4.5伏以上的高電壓，容易分解產生氣體，造成電池氣脹、破裂或爆炸。同時，充電狀態下的正負極材料本身也很活潑，如鈷酸鋰之類的正極材料在過充電或受熱狀態下容易發生結構坍塌，并產生顯著的熱效應，而含有機溶劑的鋰化石墨負極在接觸空氣時也容易燃燒。

         極性有機溶劑電解液難以保障動力鋰離子電池的安全性，而現有的離子液體要么電化學窗口不夠寬，要么相對分子質量和黏度太大，尚不能完全替代有機溶劑。因此，發展低溶劑或無溶劑的聚合物電解質、無機有機復合電解質或無機固體電解質是提高電池安全性的根本舉措。

        ② 提高負極嵌鋰電位

        目前使用的鋰離子電池主要以石墨基材料作為負極，其嵌鋰電位接近金屬鋰的析出電位，在快速充電時容易造成金屬鋰析出，常以鋰枝晶或鋰粉末狀態存在，前者會使電池內短路，后者會加速電解液分解或與空氣接觸發生燃燒。提高負極的嵌鋰電位能有效改善電池的安全性和循環使用壽命。

        與石墨基負極材料相比，能提高電極電位的材料有硬碳、硅、錫、鈦酸鋰等。

        ③ 選擇適當材質的正負極隔板材質

        在溫度上升一定程度后，正負極隔板材料自動溶解，防止鋰離子通過，停止內部的充放電反應。

        ④  選用合格的膠黏劑

        粘結劑不合格，產生掉粉，形成毛刺造成隔膜穿刺，內部短路，最后導致鋰電池爆炸。

        3、使用細節：

        正規的鋰電池品牌已經擁有十分成熟商業技術，足以保證電池在一般情況下使用的安全性，并進行過實際測試，所以只要我們善于使用我們的電池，并不會對我們產生太大的安全隱患。以下是安全使用鋰電池的一些建議：

        ① 不宜頻繁深度充放電。深度充放電次數在其他環境情況恒定的情況下和電池壽命是成正比的，多次充放電會導致電池壽命過早結束。而長時間使用壽命結束的鋰電池則極易造成電池鼓脹等情況，從而引發爆炸。

        ② 充電過程中不宜過充或過放。我們經常喜歡在設備的電量充滿后再充一會兒電，讓自己的設備能抗的時間更長一些。長期的過充和過放情況都會對鋰電池性能產生嚴重損傷和破壞，嚴重的就會引發爆炸等極端情況，所以電池的電充滿了就好。

        ③ 使用原裝充電器。充電時間是鋰電池爆炸事件的高發期。原裝充電器比兼容充電器更能保證電池安全。

        ④ 使用可靠的電池。盡量購買原裝電池或市面知名品牌電池，不要為省錢而購買“二手貨”或“水貨”，這類電池可能經過維修，不如原裝電池可靠。

        ⑤ 不要將電池置于極端環境。高溫、碰撞等都是電池爆炸的重要誘因，盡量讓電池處在一個穩定的環境中，遠離高溫的地方。

        ⑥ 不要嘗試改裝電池。手機是一種精密的通訊設備，在設計時，廠商會對其安全性進行嚴格的考證。改裝后，電池可能處在之前未被考慮到的環境，增加了安全隱患。

        準信智慧消防對最近發生的爆炸事件表示遺憾的同時，也提醒更多的企業應加強安全防范，面對深圳龍華電池廠半年發生內兩次的火災，除了警醒我們提高消防安全意識的重要之外，消防和安監部門的監管更應該著手整治不規范的廠家，共同防范火災意外的發生！

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