锂电池=微型炸弹？

时间：03-28 来源：现代快报点击：

锂电池

　　晶体划破隔离膜导致内部短路也能引爆

　　电池内部的化学反应是一个缓慢的过程，由此导致的热量积累也是一个逐步升高的过程。而在另一种情况下，热量会瞬间突然增加，那就是短路。

　　正常情况下，电池内部的隔离膜将正负两极隔开，是不会形成短路的，不过，在过度充电的情况下，隔离膜有可能会被划破，两极就可能会接触。

　　正负极之间的隔离膜是怎样被划破的呢?刘伟介绍说，"在过度充电的情况下，正极的锂离子越来越少，都跑到负极去了，而负极的锂离子则越来越多。到了一定程度时，负极的锂离子会溢出，生成树枝状的晶体，晶体在电池内部生长蔓延，然后划破了隔离膜，直至与负极接触，于是电池内部出现了短路。"这种短路因为是在电池内发生的，因此可以叫内部短路。这时，瞬间释放出大量的热，电解液沸腾了，"轰"的一声就胀破了电池外壳。

　　"击穿"现象不需导体便可导致短路

　　晶体划破了隔离膜，实际上是扮演了"导体"的角色，连通了正负极。其实，即使中间没有导体，在过度充电的情况下，正负两极也可能会直接接触，这种情况叫"击穿"，同样有可能会发生短路。

　　这里需要对过度充电的概念作一下说明。所谓"过度充电"，有人认为就是超长时间的充电，实际上这是一种误解。孙金华说，"过充并不是指充电时间过长了，而是指电压超过了锂电池正常工作的范围标准。"一般来说，锂离子电池的工作电压是在3.7伏至 4.2伏之间，在充电时，两极的电压会越来越高，如果到了4.2伏还继续充电，那就是过度充电了。如果电压高到一定的程度，就会形成"击穿"。

　　据专家介绍，当两极的电压足够高时，在强大的电场作用下，中间的绝缘物质将失去其绝缘性能，成为导体，从而连接正负两极，这就是电介质击穿。"这其实不难理解，即使是在空气中有两个电极，如果电压很大的话，那也可能会出现击穿现象，肉眼看上去就是形成了电火花。"因此，当锂电池两极的电压大到一定程度时，正负两极完全可能直接相连，这其实是一种特殊的短路现象。

　　金属屑连通正负极导致短路

　　在过度充电或放电的情况下，可能引发热量积累或导致短路，那么，如果什么也不做，就是在正常放置的情况下，锂电池也会发生爆炸吗?

　　答案是肯定的，危险同样有可能会发生，日本这家公司的笔记本燃烧就是一个例子。当这家公司的电池发生爆炸之后，电池生产厂家起初一直保持沉默，三缄其口，后来在媒体的一再要求下，才不得不出面作出回应。厂家最后给出的解释是，因为电池的电芯中含有金属屑，结果引起了电池外部短路，所以才引发了爆炸。

　　生产商的解释是否合理呢?电池本身在不充电、不放电的情况下也会发生短路?孙金华分析说，"如果电芯里含有金属屑，完全可能引发短路，即使在平常状态下，也可能导致正负极连接上。"

　　可见，电池的制作工艺也必须高度严格。如果制造工艺粗糙，装配过程中出现的一些金属毛刺、隔膜皱褶等均可留下隐患，一个不巧，就会让正负两极来个亲密接触。

　　给电池预留一个"出气口"

　　针对电池内压增大的问题，锂电池必须要有一种缓解内压的安全防范装置，这就需要提到泄压阀。

　　"泄压阀是指在电池的外壳上设置的一块比较薄的部分，它能够有效地预防电池的意外爆裂，这就像高压锅的减压阀一样。"刘伟介绍道。

　　如果泄压阀设计合理，那么当内部气体膨胀时，泄压阀会适度打开，气体可以从泄压阀顺利排出，同时带出部分能量。如果泄压阀设计不合理，当气压增大时就不会打开，那么内部压力逐渐增大，危险就逐渐增加，随时会发生爆炸。

　　需要注意的是，泄压阀并不是越"灵敏"越好，如果它很容易就打开的话，外面的空气就会进来。因为内部的电解液沸点、熔点很低，很容易与空气发生反应，这时，同样会出现燃烧或者爆炸。

　　"保险丝"可以有效地防止短路

　　在日常生活中，有的手机已经使用了很长时间，电池破损了还在使用，还有些年轻人喜欢将各种金属挂件、钥匙等与手机放在一起，岂不知这样就留下了短路的隐患。另一种情况下，如果电池受到了碰撞或冲击，那也可能碰巧造成电池内部短路，同样会发生爆炸。

　　短路问题非常令人头痛，所以电池内一定需要保护电路。保护电路相当于日常电路中的保险丝。刘伟说，"一个合格的保护电路应该具备这样的功能：当检测到充电电压过高时，或当电池充满电时，可以切断充电回路。当检测到电流或充电电流过大时，可以限制电流或切断电流。"

　　对手机和笔记本等使用锂电池的产品，其内部也应有充放电限制电路。例如YD/T 1591《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》中规定，"手机应限制充电电流在规定的范围内，当手机检测到充电电压过高，应切断充电回路"。据了解，目前一些电池厂家正在研究多防护电路的锂电池，增加电池的安全系数。

　　

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