生活中常见的小“炸弹”,你身边也有

2022-01-14 21:03:00 作者:大雨↘无声   阅读:90 次  点赞:0 次  鄙视:0 次  收藏:0 次  由 www.3ctuan.cn 收集整理
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锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非电解质溶液的电池。随着二十世纪微电子技术的发展,小型化的设备日益增多,对电源提出了很高的要求。锂电池的使用已经成为主流,但人们对它却知之甚少。

锂电池是如何储存电量的?为什么有的锂电池会发生爆炸?锂电池的寿命如何延长?成为百姓关心的问题。

本期节目,原来如此将通过了解锂电池的工作原理,了解科学家如何用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子,从而达到储电效果。我们还将通过实验探究锂电池爆炸的原因——锂电池内部短路引发的爆炸,主要还是因为过充及挤压造成的。最终,我们将通过解读锂电池的特性,引导大众科学使用锂电池。

锂电池的秘密

锂电池工作原理

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。

当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。

同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就像优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字——摇摆电池。

为什么锂电池受到重压后容易引起爆炸?

当电池在受到一定重压的时候,电池的形状在外力的作用下发生了改变。像这样,集中受力的电池单元正负极被迫发生了弯曲,直到正负极之间接触,电池短路了。电子在这一瞬间急剧释放,产生大量的热量。在这个短暂的过程中,电解液转化成气体,使得电池不断膨胀。最终包裹电池的箔袋被爆开,电火花点燃了空气中蒸发的电解质,整个电池组都笼罩在短路所带来的火和热中。周围的电池单元逐个发生爆燃,直至整个电池组完全炸裂。

为什么过度充电会使劣质的锂电池产品发生爆炸?

过充后,极片上到处都是针状锂金属结晶,刺穿隔膜会发生微短路。轻则,加剧自放电;重则枝晶短路电流造成电池温度急剧升高,电解液分解气化。这种情形,不论是温度过高使材料燃烧爆炸,还是外壳先被撑破,使空气进去与锂金属发生激烈氧化,都是以燃烧爆炸收场。总而言之,锂电的死穴就是过放和过充。解决的方法就是给每个单芯配套保护板。

如何正确地使用锂电池?

1.应避免完全放电(使用到黑屏断电);

2.经常对锂电池充放电、未放尽时充电或使用外接电源、边充电边使用,或充电完成后继续使用外接,均不会对电池造成额外的损耗;

3.长期不使用时,应将锂电池取出,置于阴凉干燥处。切不要进行冷冻,避免水气侵蚀。避免放在高温的汽车内使用。如长时间保存,将电池充到40%后放置;

4. 作为笔记本用户,如果多数时间是使用固定电源,可以取下电池置于阴凉处,但这只是出于对电池如温度、湿度等环境因素的改善,并且出于保护电池盖、金属触点的理念,建议不要因为使用外接电源,频繁拆卸电池;

5. 避免购买备用的锂电池进行存储,因为电池即便不使用,其使用寿命也是在自然折损的,因此在电池有限的生存时间内,最大限度地使用才能体现电池价值。

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