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鋰電池和鉛酸電池哪個更安全?

鉅大LARGE  |  點擊量:21404次  |  2019年02月14日  

摘要
鋰電池和鉛酸電池的安全性問題一直是用戶爭議的一個點,有人說鋰電池比鉛酸電池更安全,但有人卻想的恰好相反。從電池結構來說,目前鋰電池包基本都是18650電池進行封裝,而鉛酸電池則基本上也是密封性能很好的免維護性鉛酸電池,兩者的危險系數基本相當。到底誰更安全,往下看就知道了!

鋰電池和鉛酸電池的安全性問題一直是用戶爭議的一個點,有人說鋰電池比鉛酸電池更安全,但有人卻想的恰好相反。從電池結構來說,目前鋰電池包基本都是18650電池進行封裝,而鉛酸電池則基本上也是密封性能很好的免維護性鉛酸電池,兩者的危險系數基本相當。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極材料、使用非水電解質溶液的電池。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。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。


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。鉛酸電池放電狀態下,正極主要成分為二氧化鉛,負極主要成分為鉛;充電狀態下,正負極的主要成分均為硫酸鉛。


一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V;在應用中,經常用6個單格鉛酸電池串聯起來組成標稱是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


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


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


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


動力鋰電池主要用磷酸鐵鋰,磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩固,難以分解,即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結構崩塌發熱或是形成強氧化性物質,因此擁有良好的安全性。有報告指出,實際操作中針刺或短路實驗中發現有小部分樣品出現燃燒現象,但未出現一例爆炸事件。鋰電池包安全性較之已大有改善。


相反,鉛酸電池缺乏BMS系統保護。鉛酸電池在安全防護上除了安全閥之外似乎就乏善可陳,BMS保護幾乎不存在,很多劣質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。再配上劣質充電器,不出事兒是你人品好。


電動車自燃爆炸常有發生,多數都是電池充放電造成的,有專家解釋,鉛酸蓄電池的充電時間過長,充電到末期,兩極轉化為有效物質后,如果再繼續充電,就會產生大量的氫、氧氣體。當這種混合氣體濃度在空氣中占4%時,又來不及逸出,如果排氣孔堵塞或氣體太多,遇到明火就會發生爆炸,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”,這就讓充電中的尤其是充電末期的鉛酸電池危險性極高。


最后還有一點,如果是因為意外沖撞造成電池結構遭到破壞,鉛酸電池似乎比鋰電池更安全一些。不過在這種等級的事故中,電池材料早已暴露在開放環境中,爆炸也就無從談起了。


從以上關于鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池的安全隱患內容中,可以看出,鉛酸電池最大的安全隱患問題在于其構成材料。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。這些構成材料本身穩定性就不太高,如果發生漏液或者爆炸事故,所造成的危害相較于鋰電池而言會高很多。


鋰電池為什么會爆炸?


⒈水份含量過高


水份可以和鋰電芯中的電解液反應,生產氣體,充電時,可以和生成的鋰反應,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,充電時很容易分解生成氣體,當這一系列生成的氣體會使電芯的內部壓力增大,當電芯的外殼無法承受時,鋰電池就會爆炸。


⒉內部短路


由于內部產生短路現象,電芯大電流放電,產生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現象,這樣電芯就會產生高溫,使電解液分解成氣體,造成內部壓力過大,當電芯的外殼無法承受這個壓力時,電芯就會爆炸。


⒊過充


電芯過充電時,正極的鋰過度放出會使正極的結構發生變化,而放出的鋰過多也容易無法插入負極中,也容易造成負極表面析鋰,而且,當電壓達到4.5V以上時,電解液會分解生產大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。


⒋外部短路


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


總結:從電池的安全冗余設計上來看,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?現階段來說,還是鋰電池的安全系數更高,不然為什么會有那么多電動汽車選用鋰電池作為汽車的動力來源呢?小編覺得想要用得安全用得長久,購買鋰電池還是可靠之選!

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