鋰離子電池防爆技術

鋰離子電池已經成為便攜式電子設備的首選電池。電池，以其高容量密度和具有競爭力的價格，預計在未來幾年仍將是市場的主流。但是鋰離子電池總是有爆炸的危險。隨著應用的上升，爆炸也隨之而來。事實上，通過正確的電池系統設計和電池電量的確定，鋰離子電池是非常安全的。目前防爆電路和防爆核心技術已經成熟，爆炸應越來越少。

鋰離子電池特性

鋰是元素周期表上最小最活潑的金屬。由于其體積小，容量密度高，深受用戶和工程師的喜愛。然而，化學性質過于活潑，帶來了很高的風險。當鋰暴露于空氣中時，它會與氧氣發生劇烈的氧化反應。為了提高安全性和電壓，科學家們開發了石墨和鋰鈷氧化物等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結構形成了微小的納米級存儲格，可以用來存儲鋰原子。這樣，即使電池外殼破裂，氧氣進入，氧分子也太大，無法裝入微小的電池中，從而防止鋰原子與氧氣接觸并爆炸。鋰離子電池的這一原理使人們在實現高容量密度的同時達到安全的目的

當鋰離子電池充電時，鋰原子失去電子并氧化成鋰離子。鋰離子通過電解質到達陰極，在那里它們進入陰極電池，獲得一個電子，并被還原為鋰原子。當卸貨時，整個過程是相反的。為了防止電池因正極和負極直接接觸而短路，在電池上加了帶有許多小孔的隔膜紙以防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時，自動關閉細小的孔，使鋰離子不能通過，以免浪費功夫，防止危險的發生。

保護措施

當充電電壓超過4.2v時，鋰離子電池會開始出現副用途。壓力越大，風險越大。當鋰離子電池電壓高于4.2v時，只有不到一半的鋰原子留在正極材料中，電池經常會崩潰，導致電池容量永久性下降。假如電池充電，后續的鋰金屬會在材料表面堆積，因為負極電池已經充滿了鋰原子。這些鋰原子從陰極表面向鋰離子方向生長出樹枝狀晶體。這些鋰晶體將通過隔膜紙，短路陽極和陰極。有時電池在短路發生前就爆炸了。這是因為在過度充電時，電解液等物質會分解出現氣體，導致電池外殼或壓力閥膨脹和爆裂，讓氧氣進入，并與積聚在負極表面的鋰原子發生反應，導致負極爆炸。因此，鋰離子電池充電時，必須設置電壓上限，才能兼顧電池的壽命、容量和安全性。充電電壓的最優上限為4.2v。鋰離子電池放電也必須有一個較低的電壓限制。當電池電壓低于2.4v時，部分材料開始損壞。而且由于電池會自放電，電壓越長越低，因此，最好不要把放電到2.4V停止。在3.0v至2.4v放電期間，鋰離子電池只能釋放約3%的容量。因此，3.0v是理想的放電截止電壓。

充放電時，除了電壓限制外，電流限制也是必要的。當電流過大時，鋰離子沒有時間進入儲存電池，會在材料表面堆積。當這些離子獲得電子時，它們會在材料的表面結晶化鋰原子，這和充電過量相同危險。假如電池盒壞了，它就會爆炸。因此，鋰離子電池的保護，至少要包括:充電電壓上限、放電電壓下限、電流上限三部分。一般的鋰離子電池組，除了鋰離子電池電池外，還會有一個保護板，這個保護板重要是供應這三個保護。然而，三種防護板的防護明顯不夠，鋰離子電池爆炸事故仍屢見不鮮。