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    为什么锂离子电池会爆炸?有什么安全措施?

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      幸运达人

        锂离子电池是广泛应用于手机领域的电池类别,相较于其它种类的充电电池,锂离子电池有许多优点,这其中最重要的一个,就是它的能量密度。

        手机电池锂离子电池的电极一般是用锂化合物和石墨(纯碳)所构成,两者都是非常轻的材料,同时锂也是一个反应性非常强的元素,因此原子的键结中可以存放更多的能量。这两者相加,就意味着在现有的充电电池中,想拥有同样的蓄电量的话,锂离子电池是最轻的,适合手机、笔电、数字相机等随身物品使用。锂离子没有记忆效应,也就是说锂离子电池不必先把电放完才能再充电。

        为什么锂离子电池会爆炸?

        从化学性质谈起,简单来说锂离子电池和所有充电电池一样,都有一个正极材料和一个负极材料,在这里正极材料是通常是锂钴氧,而负极材料则有很多种,最常见的石墨(碳)。充电时锂钴氧中的锂离子会游过中间的电解质,附着在负极上,而放电时则是相反,从负极的碳游回锂钴氧这一侧。在锂离子电池中,带有最大的危险的不是两个电极,而是中间的有机电解质溶剂,以易燃的醚类最多。当电池因为任何原因短路时,电池内能量会在短时间以热的形式释放出来,点燃这些作为溶剂的醚类,引发爆炸。

        锂离子电池很容易爆炸吗?

        在工研院得到的经验是:怎么这么难爆啊!在工研院,他们装了一台机器,用钻头刺穿平板状况的薄型电池,基本上必需要是新的、充饱电的电池才有最大的爆炸危险,只要是用过一段时间的电池,不仅最大电压会大为降低,而且里面使用的材料也会钝化,变得不那么容易反应。他们准备了一大堆旧电池准备要爆个过瘾,没有想到的是,不仅全部的旧电池都没爆掉,连全新的电池都不见得每颗都爆。

        锂离子电池有什么安全措施?

        为了避免锂离子电池过热,甚至爆炸,现代的锂离子电池内建了许多自我保护的机制。

        首先,每颗锂离子电池都内建了一颗控制芯片,这颗控制芯片会监控电池的电压和温度,超出设定的范围,芯片就会自动断电。此外,每颗电池还会设计排气孔,让因高温产生的气体可以顺利地排掉,不至于累积产生爆炸。这些保护措施对没有实体受到伤害的电池来说是足够了,但如果是被破坏(例如被穿刺)的锂电池怎么办?这就是工研院新研发的STOBA高分子材料的强项了。在电池电解液内加入了一种奈米级的STOBA高分子材料,当受热时,这种高分子材料会聚合成一种具有隔离效果的薄膜,阻止锂离子的流动,切断暴走的短路电池继续加热电池的可能。

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