聚合物鋰電池在高溫環(huán)境下容易燃燒或爆炸嗎？
就在上個(gè)周末（7月21日），一股高溫熱浪席卷了北京，當地最高氣溫接近40℃，一度和素來(lái)以酷熱著(zhù)稱(chēng)的吐魯番溫度不相上下。其實(shí)，這并不是偶然事件，根據美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）數據，上個(gè)月是過(guò)去140年中地球最熱的6月份，氣溫上升已然成為新的常態(tài)。今年6月，全球平均氣溫比20世紀的15.5℃多了0.95℃，1月至6月全球平均氣溫也比20世紀（13.5℃）高出0.95℃。
那么在如此高溫環(huán)境下，聚合物鋰電池容易燃燒或爆炸嗎？聚合物鋰電池爆炸燃燒很少會(huì )因為外部電路故障，這也就意味著(zhù)絕大多數的鋰電池爆炸燃燒事件，均源于電池內部的設計缺陷。電池行業(yè)對于鋰電池熱失控機理仍然研究不夠深入，鋰電池安全實(shí)現質(zhì)的提升，最根本還是要依靠材料技術(shù)的進(jìn)步。
高溫環(huán)境下聚合物鋰電池容易燃燒或爆炸嗎？
在高溫環(huán)境下聚合物鋰電池不會(huì )爆炸，鋰電池工作溫度-20℃～50℃。溫度低會(huì )影響聚合物鋰電池性能，容量變低以及內阻變大；溫度正常則又可以恢復。聚合物鋰電池具有能量密度高、小型化、超薄化、輕量化，以及高安全性等多種明顯優(yōu)勢，是一種新型電池。在形狀上，聚合物鋰電池具有超薄化特征，可以配合各種產(chǎn)品的需要，制作成任何形狀與容量的電池。
聚合物鋰電池是采用軟性包裝和聚合物電解質(zhì)而制成的一種鋰電池產(chǎn)品，正常情況下的使用、貯存都不會(huì )爆炸，除非人為強力破壞導致其短路。當前的聚合物鋰電池多是軟包電池，采用鋁塑膜做外殼，當內部采用有機電解質(zhì)時(shí)，即使液體很熱也不會(huì )爆炸，因為鋁塑膜聚合物鋰電池采用固態(tài)或膠態(tài)而無(wú)漏液，只是自然破裂。
不過(guò)任何事情都不是絕對的，如果瞬間電流足夠大，發(fā)生短路，則電池自燃或爆裂并非不可能。為了減少這類(lèi)事故的發(fā)生，聚合物鋰電池正在越來(lái)越多的場(chǎng)合獲得應用，雖然鋰電池替代其他類(lèi)型電池還在進(jìn)程當中，但在鋰電池類(lèi)型中，聚合物鋰電池已經(jīng)開(kāi)始在部分領(lǐng)域取代普通鋰電池。
聚合物鋰電池在儲存電能后處于一種亞穩定狀態(tài)，過(guò)高的溫度會(huì )導致鋰電池發(fā)生熱失控。鋰電池在充放電時(shí)，特別是充電時(shí)，會(huì )產(chǎn)生大量的熱能。如果熱量沒(méi)有及時(shí)排放出去而在電池內部積累，會(huì )使溫度不斷升高，當到達臨界點(diǎn)時(shí)，亞穩定狀態(tài)的電池正負極材料會(huì )與電解液發(fā)生劇烈的反應，迅速產(chǎn)生大量熱能，發(fā)生熱失控。大量的電解液在高溫作用下會(huì )汽化并破壞電池殼體，在與空氣接觸后，發(fā)生燃燒甚至爆炸等事故。
聚合物鋰電池在什么情況下會(huì )發(fā)生燃燒或者爆炸呢？
當聚合物鋰電池發(fā)生短路時(shí)，電池內部形成超高的短路電流，瞬間產(chǎn)生大量的熱，很可能直接發(fā)生熱失控導致燃燒爆炸。在聚合物鋰電池組中，即使單只電池出現熱失控，小容量電池釋放出的能量也不會(huì )導致整個(gè)電池組燃燒爆炸。然而小容量電池組成的電池組結構復雜，系統集成效率低，小容量電池必須使用能量密度更高的正負極材料。
聚合物鋰電池被嚴重過(guò)充，鋰離子電芯的化學(xué)系統決定了當電芯被過(guò)充電后，電芯內部的LiCoO2變成Co3O4，Co3O4是很強的氧化劑，可與電解質(zhì)反應產(chǎn)生氣體(O2)。電芯電壓達到接近5V時(shí)，隨著(zhù)電芯內部溫度的升高及氣體壓力作用，大部分電芯會(huì )由于內部短路等原因發(fā)生燃燒或爆炸。
聚合物鋰電芯被高溫加熱，當電芯被高溫加熱時(shí)，電解液會(huì )汽化同時(shí)還會(huì )分解，電芯內部壓力增大，電芯內部的隔離膜可能熔解導致電芯內部短路引起燃燒，同時(shí)陰極材料在充滿(mǎn)電時(shí)，在一定溫度下，會(huì )發(fā)生自催化反應，出現燃燒。
解決措施：目前主要采取聚合物鋰電池保護板、PTC、專(zhuān)用充電器及保險絲等方法對電芯進(jìn)行保護。其中保護板是對電芯的過(guò)充、過(guò)放及過(guò)流進(jìn)行一級保護，PTC則是在電芯過(guò)熱時(shí)短路大電流情況下截止電流對電芯進(jìn)行二級保護，專(zhuān)用充電器則是對電芯的充電電流及電壓進(jìn)行限制，而保險絲目前使用較少，其主要作用是在電芯電壓或電流出現異常時(shí)徹底截斷電芯與外電路的連接，從而確保電芯不會(huì )被再次使用，以保證電芯不會(huì )出現嚴重的安全事故。
最好的辦法當然是要有聚合物鋰電池保護線(xiàn)路板的設計。這雖然會(huì )增加鋰電池的制造成本，但對于鋰電池的安全使用是必要的，一切正規的鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品都免不了這一設計。為了提高聚合物鋰電池安全性，最主要的辦法是從改善電池設計和提高制造工藝入手。更多的鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家開(kāi)始看重安全性和性?xún)r(jià)比，不再追求極限的電池設計和工藝過(guò)程，這樣有助于提高聚合物鋰電池安全性。
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