锂离子电池会爆炸吗?如何预防?

锂离子电池会爆炸吗?如何预防?

锂离子电池通常为日常电子产品提供卓越的性能。我们使用 锂离子电池 从智能手机、笔记本电脑到电动汽车,锂离子电池的应用无处不在。因此,锂离子电池的安全问题值得我们重视。其中一个关键问题是:锂离子电池会爆炸吗?如果答案是肯定的,我们该如何预防锂离子电池爆炸?以下是一些分析。

锂离子电池会爆炸吗?

我们可以搜索一些有关锂离子电池爆炸的新闻。

2016年三星Galaxy Note 7“手机炸弹”事件是全球最著名的锂离子电池爆炸事件之一。众多用户报告称,Note 7手机在充电或正常使用过程中自燃并爆炸。

2025年6月,充电宝被大量召回。大多数用户发现充电宝会自燃爆炸。罗马仕、ESR等品牌已召回多款充电宝。中国民航局也发布紧急通知,明确禁止旅客携带无3C认证标识或召回型号的充电宝登机。

所以,我们得到了这个问题的答案。是的。但是,还有一个问题。如何防止锂离子电池爆炸?

锂离子电池为何会爆炸?

在讨论预防措施之前,我们先来了解一下锂离子电池爆炸的原因。锂离子电池的爆炸或起火,本质上是由“热失控”引发的连锁反应。

当电池产生热量的速度超过其释放热量的速度时,就会发生热失控。热量产生和散热之间的差距会导致温度急剧上升。高温会导致无法控制的放热反应,从而引发燃烧或爆炸。

以下是导致锂离子电池爆炸的三个重要方面。

内部缺陷

内部短路是最直接、最危险的原因。

枝晶生长是造成短路的原因之一。经过多次充放电循环后,金属锂可能会以枝晶的形式析出在负极表面。这些枝晶持续生长,最终可能刺穿隔膜,导致正负极直接接触,产生巨大的热量。

隔膜损坏是另一个原因。隔膜是隔离正负极、防止短路的关键部件。如果隔膜在长期使用过程中出现缺陷或因老化而变脆,就会发生内部短路。此外,外部压力损坏隔膜后,也会导致内部短路。

外部虐待

外部滥用是用户操作不当的最常见原因。

机械损伤——物理损坏。首先,电池受到强力挤压。这种挤压会导致内部结构变形,并导致隔膜破裂。其次,如果尖锐物体刺穿电池,会立即造成大面积短路。热量会迅速在局部扩散,几乎不可避免地导致热失控。长期剧烈振动或跌落会导致内部电极移位。这可能导致连接断开或隔膜轻微损坏。这些损坏会构成安全隐患。

电池滥用——不当充电和放电。就过度充电而言,在电池充满电(100% SOC)后继续强制充电属于过度充电。过度充电会导致过多的锂离子离开正极,并滞留在负极,从而产生大量热量。如果电池过度放电,电压过低,铜枝晶可能会穿透隔膜,导致短路。过度充电会损害电池,降低容量,增加内阻,并产生更多热量。

热滥用——高温环境。将电池暴露在高温环境中会加速电池内所有化学副反应的发生。例如,锂离子电池在车内或火源附近暴露在阳光下。但锂离子电池在什么温度下会爆炸?据分析,当内部温度达到 200°C 至 300°C 时,就会引发被称为热失控的连锁反应。热失控最终会导致起火或爆炸。

设计和制造因素

制造工艺缺陷。生产环境不洁净,容易产生灰尘和杂质。电极涂层不均匀、焊接不良以及隔膜对准不良都可能导致缺陷。

电池管理系统故障。BMS 监控电压、电流和温度,以防止过度充电、过度放电、短路和过热。如果 BMS 设计不良或发生故障,则无法在滥用期间有效保护电池,从而可能导致事故。

电解质问题。传统的液体电解质主要由有机溶剂和锂盐组成,本质上极易燃烧。在热失控过程中,电解质是主要的燃烧产物。未来的发展方向是更安全的固态或阻燃电解质。

如何预防锂离子电池爆炸

避免任何形式的电池损坏是防止锂离子电池爆炸的核心原则。我们可以从购买、使用、充电和存储等方面来避免电池爆炸。

采购阶段

要加强采购环节监管,从源头上消除风险。

选择正规品牌。购买信誉良好且拥有安全认证(例如 CE、UL 和 CQC)的电子产品和电池。不要为了省钱而购买“三无”产品或二手拆解电池。

使用原装配件。不同的设备可能有不同的充电协议,不匹配的充电器可能会导致过充或电压不稳定。因此,我们应尽量使用原装充电器和数据线。

检查锂离子电池的表面。如果发现新购买或使用过的电池出现鼓胀、变形、漏液或生锈等情况,请立即停止使用。

日常使用

防止碰撞和刺穿。掉落、挤压或尖锐物体刺穿电池会直接导致内部短路并立即引发热失控。我们应该为手机、笔记本电脑和其他设备使用保护壳。此外,避免将电池与钥匙等金属物品一起存放。

避免过度弯腰。对于手机等设备,将其放在后兜里存在潜在危险。坐下时,可能会导致机身弯曲,损坏内部电池。

严禁未经授权的拆卸。非专业人士拆卸电子设备非常危险,很容易刺破电池。

充电过程

避免过度充电和过度放电。请勿长时间充电。虽然现代设备配备了充电管理芯片,但充满电后继续连接充电器会加速电池老化,增加风险。因此,我们应该在电池容量达到 80%-90% 时停止充电。请勿使用自动关机功能。过度放电会严重损坏电池内部结构,并可能在下次充电时导致内部短路。

在合适的环境中充电。远离高温环境。禁止阳光直射或高温封闭的车内充电。请勿在易燃材料上充电。避免在床、沙发或枕头等柔软易燃的表面充电,以免散热不良。

储存与维护

长期存放。如果您的设备或电池长时间未使用,请将其充电至 40%-60% 左右。充满电或电量耗尽后存放都会加速电池老化。

请将电池存放在阴凉干燥处。理想的电池储存温度为 10°C 至 25°C。锂离子电池应远离高温和阳光直射。

定期检查。对于不经常使用的移动电源和备用电池,请定期取出检查是否有异常,例如鼓包。

警告标志

注意警告标志至关重要。如果您发现以下任何电池状况,请立即停止使用并妥善处理。

明显肿胀或变形。

即使在待机模式下也异常温暖。

有异常气味或泄漏。

性能突然下降(例如,突然失去电量)。

如果锂离子电池爆炸怎么办?

当锂离子电池发生爆炸或起火时,情况极其危险,需要迅速冷静地采取行动。首要原则是确保生命安全,其次才是财产安全。

立即采取行动。我们应该保持冷静,避开锂离子电池爆炸的区域。然后,立即拨打119报警。此外,我们需要明确说明这是“锂离子电池火灾”,以便消防员携带合适的消防设备。在安全且可能的情况下,切断电源。

如果条件允许,请尝试初步灭火。首先,务必使用专用灭火器。D类灭火器是扑灭金属火灾的专家,因此是最佳选择。我们也可以使用大量的水。锂离子电池在水中不会爆炸。水可以帮助电池冷却。

采取火灾后处理措施。在某些情况下,电池复燃的风险很高。因此,我们应该用水或其他冷却装置冷却电池,直至其达到室温。此外,火灾后需要确保充足的通风。清理现场时,每个人都应该佩戴口罩和手套。

结语

锂离子电池存在爆炸风险。但锂离子电池技术高度成熟且安全可靠,绝大多数事故源于使用不当或劣质产品。只要我们培养安全意识,养成良好的使用习惯,就能充分享受它带来的便利,无需过度担忧。安全,始于我们掌控的每一个细节。

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