哪些原因会导致锂离子电池爆炸带你详细分析
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锂离子电池现在已经广泛的使用在我们所用的电子产品中，从以前的铅蓄电池到现在的锂离子电池，不仅电池的体积变小了，而且能够储存的电量也变多了，给我们的生活带来了非常大的方便。但给我们带来便利的同时，也带来一些安全隐患，新闻中偶尔会有一些关于锂电池爆炸的报道，那么锂电池为什么会爆炸，我们今天就来详细分析其中的原因。
锂离子电池原理
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成，正极层与负极层紧紧的卷在一起，层与层之间由绝缘体隔开，正极和负极都浸泡在电解质中。以圆柱电池和方形电池为例，以下是锂离子电池结构
电池的正、负极分别由两种不同的嵌锂化合物组成，正极材料主要包括过渡金属氧化物、金属氧化物、金属硫化物等。目前商品化锂离子电池常用的正极材料为过渡金属氧化物。负极材料主要有无机非金属材料、金属材料、金属—非金属复合材料、金属氧化物等，目前应用最广泛的负极材料主要是石墨类碳材料。
负极材料磷酸铁锂结构正、负极材料分别涂覆在导电材料上构成电极。电极材料决定了电池的电压和容量。
电解质作为锂离子电池的重要组成部分，在电池充放电过程中起着传递电流的作用。为了防止浸泡在电解液中的正、负极材料因相互接触而发生短路现象，正负极材料之间用聚烯烃隔膜隔开。
锂离子二次二次电池实际上是一种锂离子浓度差电池，充电时，Li+从正极脱出，经电解质嵌入到负极，负极处于富锂状态，正极处于贫锂状态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，以确保电荷的平衡。
放电时则相反，Li+从负极脱出，经过电解液嵌入到正极材料中，正极处于富锂状态。在正常充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出，一般只引起材料的层面间距变化，不破坏其晶体结构，在充放电过程中，负极材料的化学结构基本不变。
离子反应方程式由于现在的电池更加追求高容量以增加电子设备的续航时间，因此，电池内部中增加安全措施的空间就越来越少了，从年锂电池商业化到现在，锂电池的电能容量已经提高了四五倍。
锂电池爆炸机理
那么我们知道了它的工作原理，就来了解一下什么原因会引起锂电池爆炸。
锂枝晶生长
电池的充放电就是锂离子的来回转移，在充电的过程中锂离子被还原成金属锂嵌入负极，一般情况下，锂会嵌入层间结构中。但由于生长的不确定性，锂可能会在电极表面生长，并且生长层像树枝一样的刺状结构，它会破坏电池内部的隔膜，引起电池内部短路和电池爆炸。
枝晶生长形成尖刺还有就是电池内部本身的缺陷，如果电池在生产过程中存在缺陷，金属锂颗粒穿过电池中的绝缘层便将正负极连接起来了，改变了电流的方向，就会产生大量的热量，这些热量会降解内部的材料，使化学反应失去控制，释放更多的热量，以至于引燃电池组件。
电池过充
我们现在的电池都具有保护系统，系统会随时反馈电池电压以防止过充的现象，当电池中的保护系统或者电池充电器损坏时，就会导致过充现象。当过充电发生时，留在正极材料中的锂离子继续被脱出而嵌入到负极材料中，如果达到了碳负极嵌锂的最大限度时，那么多余的锂就会以金属锂的形式沉积在负极材料上，使得电池的稳定性能大大降低。甚至一定情况下导致爆炸。
对于锂电池来说，不仅电池容量是一个需要提高的方面，安全性能也一样不可忽视，现在有些电池厂商对自身的安全标准也越来高，甚至需要对电池进行穿刺试验，通过上面的分析我们知道，当钉子穿入电池的一瞬间，将会把电池的正负极给直接连接，会导致电池瞬间内部短路，这个时候钉子和电极之间的回路电流会产生大量的热量，很可能导致烧毁，因此现在也在努力研究开发微孔膜在电池隔膜中的应用，凝胶电解质和聚合物电解质也在进一步探索中，特别是聚合物电解质的开发，在电池没有液体有机电解质挥发，因此，能够大大提高电池的安全性。
以上就是关于锂电池的以及爆炸现象的分析，如果你想了解更多科学知识，欢迎
