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?zé)崂讼砹吮本?，?dāng)?shù)刈罡邭鉁亟咏?0℃，一度和素來以酷熱著稱的吐魯番溫度不相上下。其實(shí)，這并不是偶然事件，根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）數(shù)據(jù)，上個(gè)月是過去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(jì)的15.5℃多了0.95℃，1月至6月全球平均氣溫也比20世紀(jì)（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?yàn)橥獠侩娐饭收?，這也就意味著絕大多數(shù)的鋰電池爆炸燃燒事件，均源于電池內(nèi)部的設(shè)計(jì)缺陷。電池行業(yè)對(duì)于鋰電池?zé)崾Э貦C(jī)理仍然研究不夠深入，鋰電池安全實(shí)現(xiàn)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(nèi)阻變大；溫度正常則又可以恢復(fù)。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(shì)，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(qiáng)力破壞導(dǎo)致其短路。當(dāng)前的聚合物鋰電池多是軟包電池，采用鋁塑膜做外殼，當(dāng)內(nèi)部采用有機(jī)電解質(zhì)時(shí)，即使液體很熱也不會(huì)爆炸，因?yàn)殇X塑膜聚合物鋰電池采用固態(tài)或膠態(tài)而無漏液，只是自然破裂。

　　不過任何事情都不是絕對(duì)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。為了減少這類事故的發(fā)生，聚合物鋰電池正在越來越多的場(chǎng)合獲得應(yīng)用，雖然鋰電池替代其他類型電池還在進(jìn)程當(dāng)中，但在鋰電池類型中，聚合物鋰電池已經(jīng)開始在部分領(lǐng)域取代普通鋰電池。

　　聚合物鋰電池在儲(chǔ)存電能后處于一種亞穩(wěn)定狀態(tài)，過高的溫度會(huì)導(dǎo)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。如果熱量沒有及時(shí)排放出去而在電池內(nèi)部積累，會(huì)使溫度不斷升高，當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界點(diǎn)時(shí)，亞穩(wěn)定狀態(tài)的電池正負(fù)極材料會(huì)與電解液發(fā)生劇烈的反應(yīng)，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(dāng)聚合物鋰電池發(fā)生短路時(shí)，電池內(nèi)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(dǎo)致燃燒爆炸。在聚合物鋰電池組中，即使單只電池出現(xiàn)熱失控，小容量電池釋放出的能量也不會(huì)導(dǎo)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)集成效率低，小容量電池必須使用能量密度更高的正負(fù)極材料。

　　聚合物鋰電池被嚴(yán)重過充，鋰離子電芯的化學(xué)系統(tǒng)決定了當(dāng)電芯被過充電后，電芯內(nèi)部的LiCoO2變成Co3O4，Co3O4是很強(qiáng)的氧化劑，可與電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生氣體(O2)。電芯電壓達(dá)到接近5V時(shí)，隨著電芯內(nèi)部溫度的升高及氣體壓力作用，大部分電芯會(huì)由于內(nèi)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(dāng)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(nèi)部壓力增大，電芯內(nèi)部的隔離膜可能熔解導(dǎo)致電芯內(nèi)部短路引起燃燒，同時(shí)陰極材料在充滿電時(shí)，在一定溫度下，會(huì)發(fā)生自催化反應(yīng)，出現(xiàn)燃燒。

　　解決措施：目前主要采取聚合物鋰電池保護(hù)板、PTC、專用充電器及保險(xiǎn)絲等方法對(duì)電芯進(jìn)行保護(hù)。其中保護(hù)板是對(duì)電芯的過充、過放及過流進(jìn)行一級(jí)保護(hù)，PTC則是在電芯過熱時(shí)短路大電流情況下截止電流對(duì)電芯進(jìn)行二級(jí)保護(hù)，專用充電器則是對(duì)電芯的充電電流及電壓進(jìn)行限制，而保險(xiǎn)絲目前使用較少，其主要作用是在電芯電壓或電流出現(xiàn)異常時(shí)徹底截?cái)嚯娦九c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(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。

　　最好的辦法當(dāng)然是要有聚合物鋰電池保護(hù)線路板的設(shè)計(jì)。這雖然會(huì)增加鋰電池的制造成本，但對(duì)于鋰電池的安全使用是必要的，一切正規(guī)的鋰電池生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品都免不了這一設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)和提高制造工藝入手。更多的鋰電池生產(chǎn)廠家開始看重安全性和性價(jià)比，不再追求極限的電池設(shè)計(jì)和工藝過程，這樣有助于提高聚合物鋰電池安全性。

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