鋰離子電池也分為兩類: 不可充電電池和可充電電池。不可充電電池被稱為一次性電池。一次性電池只能將化學能轉化為電能,不能將電能還原為化學能(或還原性能很差)。可充電電池被稱為二次電池。它可以將電能轉化為化學能儲存起來,當使用時,化學能轉化為電能是可逆的,這是電化能鋰離子電池的重要特點。
在使用鋰離子電池的同時也要注意防火,很多人可能是從手機上對鋰離子電池變得熟悉。事實上,它被用在許多家用電器上。毫無疑問,鋰離子電池由於其高效、輕便等優點正在被迅速地使用。但是,如果不小心使用鋰電池,那麼它也可能會著火!
鋰離子電池的優點很多,諸如重量輕、效率高、內阻小,可低溫使用(-40℃), 厚度薄, 形狀可靈活定制,使用壽命長,郵票大小的鋰離子電池可以使用超過5年, 近年來逐漸淘汰鹼性乾電池和錳電池, 廣泛應用於許多高端家電和手機中。
與目前錳電池和鹼性乾電池中使用的氯化鋅和氫氧化鉀等水溶性電解質不同,鋰離子電池使用有機溶劑。鋰離子電池正極由二氧化錳、氟化鉛、氯化亞硫酸根等材料製成。與一般電池負極所使用的氯化鋅相比,負極所使用的鋰箔具有很強的電離傾向,正極與負極之間的電壓差較大,提高了鋰離子電池的工作效率。
但是,在使用鋰離子電池的過程中經常出現發熱、燃燒的現象,輕則會影響設備的使用,重則會造成設備著火燃燒。據報導,近年來,已經出現了一些由鋰離子電池燃燒引起的家庭火災。
那麼為何鋰離子電池會發熱並燃燒呢? 原來鋰離子電池的許多材料與水接觸後,會發生劇烈的化學反應並釋放出大量的熱能,導致發熱、燃燒現象。二氧化錳是鋰離子電池的主要正極材料之一,只需一滴水就會升溫發熱。亞硫氯化物在鋰離子電池與水接觸後,在出現鹽酸和二氧化硫釋放出大量熱量,所以人們在使用鋰離子電池時一定要注意防水、防潮。當設備停用後,應將鋰離子電池取出並存放在乾燥、低溫的地方妥善保管,以防止因鋰離子電池使用不當而引起的火災事故。
鋰電池的火災特性
鋰電池能夠自燃,隨後會因為過熱而發生爆炸。產生過熱的原因包括電短路,快速放電,過度充電,製造缺陷,設計不良或機械損壞等等。過熱會導致”熱失控”過程的產生,也就是電池內部的放熱反應會導致電池內部溫度和壓力以很快速率上升,從而將能量浪費掉。
一旦某個電池單元進入熱失控狀態,它會產生足夠的熱量,使得相鄰的電池單元也進入熱失控狀態。隨著每個電池單元輪流破裂並釋放其內含物,就會產生一種反復燃燒的火焰。這就造成電池中的可燃性電解液發生洩漏,如果使用一次性鋰電池,則還會釋放可燃燒的鋰金屬。於是就會產生一個巨大的問題,這些火災不能像“正常”火災一樣對待,需要開展有針對性的培訓,防控規劃,合理存儲和建立滅火系統等。
在大多數情況下,鋰電池火災不應該像普通火災一樣處理。其燃燒特性和有毒副產物釋放成分都不相同。相應組織可以通過適當的評估確定其風險級別,並創建應急響應程序。應密切注意化學品安全說明書(MSDS)以及製造商和分銷商提出的其他建議。這些文檔規定了適當的儲存,處理和應急響應的可行辦法。需要注意的是,化學品安全說明書(MSDS)的建議通常波動比較大,有時是非常不同的。