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鋰電池和鉛酸電池相比,誰更安全?

來源:存能電氣  日期:2019-01-10 14:19  瀏覽量:

  鋰電池和鉛酸電池相比,誰更安全?鋰電池和鉛酸電池的安全性問題一直是用戶爭(zhēng)議的一個(gè)點(diǎn),有人說鋰電池比鉛酸電池更安全,但有人卻想的恰好相反。從電池結(jié)構(gòu)來說,目前鋰電池包基本都是18650電池進(jìn)行封裝,而鉛酸電池則基本上也是密封性能很好的免維護(hù)性鉛酸電池,兩者的危險(xiǎn)系數(shù)基本相當(dāng)。到底誰更安全,往下看就知道了!

  鋰電池:

  鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對(duì)環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長(zhǎng)期沒有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。

  鉛酸電池:

  鉛酸電池(VRLA),是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下,正極主要成分為二氧化鉛,負(fù)極主要成分為鉛;充電狀態(tài)下,正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。

  一個(gè)單格鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V;在應(yīng)用中,經(jīng)常用6個(gè)單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標(biāo)稱是12V的鉛酸電池,還有24V、36V、48V等。

  鋰電池和鉛酸電池相比,誰更安全?

鋰電池VS鉛酸電池安全性.jpg

  從電池的安全防護(hù)角度來看,18650電芯上都設(shè)計(jì)有安全閥,不僅可以釋放內(nèi)部過大壓力,還會(huì)物理斷開電池與外界的電路連接,相當(dāng)于將該電芯物理隔斷,以保證電池包其它電芯的安全。另外,鋰電池包通常都會(huì)配備BMS保護(hù)板,它能夠精準(zhǔn)控制電池包中每一顆電芯的狀態(tài),直接從根源上解決過充過放的問題。

  鋰電池BMS電池管理系統(tǒng)就可以給電池提供十足的保護(hù),功能就包括:充/放電高低溫保護(hù);單節(jié)過充/過放電壓保護(hù);充/放電過流保護(hù);電芯均衡;短路保護(hù);充電提醒等等。

  鋰電池包的電解液為鋰鹽與有機(jī)溶劑的混合溶液,其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰,該材料在高溫下易發(fā)生熱分解,并與微量的水以及有機(jī)溶劑之間進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng),降低電解液的熱穩(wěn)定性。

  動(dòng)力鋰電池主要用磷酸鐵鋰,磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,難以分解,即便在高溫或過充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì),因此擁有良好的安全性。有報(bào)告指出,實(shí)際操作中針刺或短路實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象,但未出現(xiàn)一例爆炸事件。鋰電池包安全性較之已大有改善。

  相反,鉛酸電池缺乏BMS系統(tǒng)保護(hù)。鉛酸電池在安全防護(hù)上除了安全閥之外似乎就乏善可陳,BMS保護(hù)幾乎不存在,很多劣質(zhì)充電器甚至都無法做到充滿后斷電,安全保障上與鋰電池相去甚遠(yuǎn)。再配上劣質(zhì)充電器,不出事兒是你人品好。

  電動(dòng)車自燃爆炸常有發(fā)生,多數(shù)都是電池充放電造成的,有專家解釋,鉛酸蓄電池的充電時(shí)間過長(zhǎng),充電到末期,兩極轉(zhuǎn)化為有效物質(zhì)后,如果再繼續(xù)充電,就會(huì)產(chǎn)生大量的氫、氧氣體。當(dāng)這種混合氣體濃度在空氣中占4%時(shí),又來不及逸出,如果排氣孔堵塞或氣體太多,遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸,輕則損壞蓄電池,重則傷人、損物。也就是,鉛酸電池一旦過度充電,將提高爆炸的幾率。而目前市面上的鉛酸電池并沒有做任何的“過充保護(hù)”,這就讓充電中的尤其是充電末期的鉛酸電池危險(xiǎn)性極高。

  最后還有一點(diǎn),如果是因?yàn)橐馔鉀_撞造成電池結(jié)構(gòu)遭到破壞,鉛酸電池似乎比鋰電池更安全一些。不過在這種等級(jí)的事故中,電池材料早已暴露在開放環(huán)境中,爆炸也就無從談起了。

  從以上關(guān)于鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池的安全隱患內(nèi)容中,可以看出,鉛酸電池最大的安全隱患問題在于其構(gòu)成材料。鉛酸電池的電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液為硫酸溶液。這些構(gòu)成材料本身穩(wěn)定性就不太高,如果發(fā)生漏液或者爆炸事故,所造成的危害相較于鋰電池而言會(huì)高很多。

  鋰電池為什么會(huì)爆炸?

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  水份可以和鋰電芯中的電解液反應(yīng),生產(chǎn)氣體,充電時(shí),可以和生成的鋰反應(yīng),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(shí)很容易分解生成氣體,當(dāng)這一系列生成的氣體會(huì)使電芯的內(nèi)部壓力增大,當(dāng)電芯的外殼無法承受時(shí),鋰電池就會(huì)爆炸。

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  由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象,電芯大電流放電,產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會(huì)產(chǎn)生高溫,使電解液分解成氣體,造成內(nèi)部壓力過大,當(dāng)電芯的外殼無法承受這個(gè)壓力時(shí),電芯就會(huì)爆炸。

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  電芯過充電時(shí),正極的鋰過度放出會(huì)使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而放出的鋰過多也容易無法插入負(fù)極中,也容易造成負(fù)極表面析鋰,而且,當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時(shí),電解液會(huì)分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。

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  外部短路可能由于操作不當(dāng),或誤使用所造成,由于外部短路,電池放電電流很大,會(huì)使電芯的發(fā)熱,高溫會(huì)使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞,造成鋰電池內(nèi)部短路,因而爆炸。

  總結(jié):從電池的安全冗余設(shè)計(jì)上來看,合格的鋰電池和鉛酸電池都能夠充分保證用戶的使用安全,并不存在明顯的安全性差異。究竟是鋰電池好還是鉛酸電池安全性更好好?現(xiàn)階段來說,還是鋰電池的安全系數(shù)更高,不然為什么會(huì)有那么多電動(dòng)汽車選用鋰電池作為汽車的動(dòng)力來源呢?小編覺得想要用得安全用得長(zhǎng)久,購(gòu)買鋰電池還是可靠之選!

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