Ⅰ 鋰電池和鉛酸電池的哪個易起火
鋰電池和鉛酸電池的哪個易起火
鋰電池和鉛酸電池的哪個易起火，兩輪電動車的電池主要分為2類,一類是鋰電池,一類是鉛酸電池，以下是我為大家精心准備的鋰電池和鉛酸電池的哪個易起火，快來一起看看吧。
從理論上來說，鋰電池包由於密封性更好，如果發生過充氣體析出，爆炸起火的概率更高。但是鉛酸電池過充也會產生氫氣，氫氣達到一定濃度也會發生爆燃。所以大家都是半斤八兩，誰也沒好過誰。鋰電雖然也有起火爆炸的風險，但概率畢竟低，何況人家還佔了一個輕便的優勢，能量密度也更高。
鋰電池包和鉛酸電池誰更容易爆炸起火？
電池在很多情況下並不是封閉的，無論是鋰電池包還是鉛酸電池，在設計時都會針對內部壓力異常增大的情況設置安全閥，即便電池內部發生短路等異常情況，內部壓力也會及時釋放，不會引發大的風險。
從電池結構來說，目前鋰電池包基本都是18650電池進行封裝，而鉛酸電池則基本上也是密封性能很好的免維護性鉛酸電池，如果其內部壓力過大且安全閥發生異常的話，兩者的危險系數基本相當。
從電池的安全防護角度來看，18650電芯上都設計有安全閥，不僅可以釋放內部過大壓力，還會物理斷開電池與外界的電路連接，相當於將該電芯物理隔斷，以保證鋰電池包其它電芯的安全。
相反，鉛酸電池在安全防護上除了安全閥之外似乎就乏善可陳，BMS保護幾乎不存在，很多劣質充電器甚至都無法做到充滿後斷電，安全保障上與鋰電池相去甚遠。
最後還有一點，如果是因為意外沖撞造成電池結構遭到破壞，鉛酸電池似乎比鋰電池包更安全一些。不過在這種等級的事故中，電池材料早已暴露在開放環境中，爆炸也就無從談起了。
從電池的安全冗餘設計上來看，合格的鋰電池和鉛酸電池都能夠充分保證用戶的使用安全，並不存在明顯的安全性差異。
鉛酸電池的安全性在目前的電池系統里屬於極高的等級，為什麼這么說呢?
首先，大電流性能優異意味著電池不容易發生意外，大電流性能優異可以承受瞬間幾倍甚至幾十倍高強度放電;其次，即便發生意外，鉛酸電池正負極材料都是鉛的化合物，而電解液還是硫酸溶液，三者都不易燃，只能是導致周圍的零部件燃燒。
再來說說鋰電池，鋰離子電池的負極材料是石墨，碳材料的一種，易燃性比較強，電解液是酯類溶劑和鋰鹽，酯類溶劑不僅易燃而且還有極強的揮發性，一旦大量放熱，比如汽車發動機倉里，不易揮發，汽車碰撞時，容易發生更強烈的燃燒甚至爆炸，將事故推高惡化，後果不堪設想。
還有一個重要的因素不可忽略，鋰離子電池在大電流放電時容易在負極形成鋰枝晶，刺穿隔膜導致電池內部短路進而爆炸，這在鋰電界是一個共識。
綜上，鉛酸電池的安全系數比鋰電池要高，鋰電池包相對於鉛酸電池，更易爆炸和燃燒。鋰電池在夏天高溫環境和室內密閉環境充電時，要注意防止爆炸燃燒，注意防止危險發生。
鋰電池可能起火的原因主要有哪些？
1、過充過放： 電池組中存在電芯電壓的不平衡性，若不能進行自動調節，直接進行充電或放電，將會導致電池出現過充或過放。過充輕則損壞電池，重則導致電池起火；過放輕則損壞電池，重則導致無人機在飛行中突然斷電墜機。
2、撞擊和穿刺 ：電池在受到撞擊、擠壓等外力的作用下出現變形或被尖銳物體刺穿，可能會導致電芯的正負極片短路，使電池冒出大量的濃煙，甚至著火。
3、進水短路： 戶外進行植保作業的環境復雜，大多數農田的水和農葯都具有導電性，因此需要時刻保持電池介面、無人機電源介面的干凈
如你的電池不慎進水，千萬不能大意，請立即對電池進行隔離，可能剛開始看起來電池一切正常，等水慢慢的滲入到電池內部，可能會冒出大量的濃煙，甚至著火。
早期的農業植保電池脫胎於航模電池，結構相對簡單，使用過程中容易出現很多問題。之後改進過的電池有與飛控實時通訊的功能，但依然存在許多安全隱患，比如新舊電池搭配使用、過充和過放等。
4、不同規格並聯充電、新舊電池混用
直到極飛 P系列植保無人機「智能電池」的誕生，針對農葯腐蝕、防摔都做了大幅度提升；冬季還有自動加熱功能；XBMS 電源管理系統可以防止過充過放的情況發生；使得植保無人機電池的安全性能大幅提升。
鋰電池起火是個很極端的事情，但是曝光度很高，給人驚悚的感覺。大到儲能電站，小到電動自行車，電池著火的原因可能並非電池本身的原因，或者說不是電池本身，而是電池系統的故障引起的。鋰電池起火的主要原因是熱失控造成的，今天我們談滅火，首先需要搞明白熱失控的真實原因。
一、鋰電池起火的原因
引起鋰電池著火的本質是電池內的熱量未能按照設計的意圖進行釋放，引起內外燃燒物的燃點後起火，引起的原因主要有外部短路、外部高溫和內部短路。
1、內部短路： 由於電池的濫用，如過充過放導致的支晶、電池生產過程中的雜質灰塵等，將惡化生成刺穿隔膜，產生微短路，電能量的釋放導致溫升，溫升帶來的材料化學反應又擴大了短路路徑，形成了更大的.短路電流，這種互相累積的互相增強的破壞，導致熱失控。
2、外部短路 ：以電動汽車為例。實際車輛運行中發生危險的概率很低，一是整車系統裝配有熔斷絲和電池管理系統BMS，二是電池能承受短時間的大電流沖擊。極限情況下，短路點越過整車熔斷器，同時BMS失效，較長時間的外部短路一般會導致電路中的連接薄弱點燒毀，很少導致電池發生熱失控事件。現在，比較多的PACK企業採用了迴路中加熔斷絲的做法，更能有效的避免外短路引發的危害。
3、外部高溫 ：由於鋰電池結構的特性，高溫下SEI膜、電解液、EC等會發生分解反應，電解液的分解物還會與正極、負極發生反應，電芯隔膜將融化分解，多種反應導致大量熱量產生。隔膜融化導致內部短路，電能量的釋放又增大了熱量的生產。這種累計的互相增強的破壞作用，其後果是導致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發生燃燒起火。
二、鋰電池滅火方案
分析了電池著火的原因，當鋰電池著火需要進行滅火處理時，讓我們看下特斯拉(Tesla)的推薦方案：
1、如果遭遇小火災，火焰沒有蔓延到高壓電池部分，可以採用二氧化碳或ABC乾粉滅火器滅火。
2、在徹底檢查火情的時候，不要與任何高壓部件接觸，始終使用絕緣工具進行檢查。
3、如果高電壓電池在火災中彎曲、扭曲、損壞，總之就是變得不成樣子，或者懷疑電池出現問題。那麼滅火時的用水量不能太少，消防用水要有足夠的量。
4、電池著火可能需要24小時才能完全撲滅。使用熱成像攝像頭，可以確保高電壓電池在事故結束前完全冷卻。如果沒有熱成像攝像頭，就必須監控電池是否會復燃。冒煙表示電池仍然很熱，監控一直要保持到電池不再冒煙的至少一小時之後。
美國通用沃藍達的應急救援手冊中對電動汽車的消防滅火是那樣指導的：如果電池達到足夠高的溫度，泄漏和釋放電解質，電解液肯定是易燃品。這就需要用大量的水來冷卻電池和滅火，因為直流和交流系統沒有接地，消防員可以安全的用水作為主要滅火劑，而且沒有觸電的危險。ABC乾粉滅火器不會熄滅電池火焰。消防員應避免在滅火或解脫操作任何高壓組件中的內部直接接觸，這會潛在導致電擊。
總結一下，鋰電池滅火得用大量的水，需要長久的時間與耐心，降溫很關鍵，鋰電池並不是易爆品，一般情形下不會發生爆炸。
Ⅱ 鋰電池的原理及生產工藝流程
一、鋰離子電池原理
1.0 正極構造
LiCoO2(鈷酸鋰)+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體（鋁箔）正極
2.0 負極構造
石墨+導電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結劑(SBR)+ 集流體（銅箔）負極
電芯的構造
電芯的正極是LiCoO2加導電劑和粘合劑，塗在鋁箔上形成正極板，負極是層狀石墨加導電劑及粘合劑塗在銅箔基帶上，目前比較先進的負極層狀石墨顆粒已採用納米碳。
根據上述的反應機理，正極採用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一種層結構很穩定的晶型，但當從LiCoO2拿走XLi後，其結構可能發生變化，但是否發生變化取決於X的大小。通過研究發現當X>0.5時Li1-XCoO2的結構表現為極其不穩定，會發生晶型癱塌，其外部表現為電芯的壓倒終結。所以電芯在使用過程中應通過限制充電電壓來控制Li1-XCoO2中的X值，一般充電電壓不大於4.2V那麼X小於0.5 ，這時Li1-XCoO2的晶型仍是穩定的。負極C6其本身有自己的特點，當第一次化成後，正極LiCoO2中的Li被充到負極C6中，當放電時Li回到正極LiCoO2中，但化成之後必須有一部分Li留在負極C6中，心以保證下次充放電Li的正常嵌入，否則電芯的壓倒很短，為了保證有一部分Li留在負極C6中，一般通過限制放電下限電壓來實現。所以鋰電芯的安全充電上限電壓≤4 .2V，放電下限電壓≥2.5V。
3.0工作原理
鋰電池內部成螺旋型結構，正極與負極之間由一層具有許多細微小孔的薄膜紙隔開。鋰離子電芯是一種新型的電池能源，它不含金屬鋰，在充放電過程中，只有鋰離子在正負極間往來運動，電極和電解質不參與反應。鋰離子電芯的能量容量密度可以達到300Wh/L，重量容量密度可以達到125Wh/L。鋰離子電芯的反應機理是隨著充放電的進行，鋰離子在正負極之間嵌入脫出，往返穿梭電芯內部而沒有金屬鋰的存在，因此鋰離子電芯更加安全穩定。鋰離子電池的正極採用鈷酸鋰，正極集流體是鋁箔；負極採用碳，負極集流體是銅箔，鋰離子電池的電解液是溶解了LiPF6的有機體。
鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生茶鞥的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈現層狀結構，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣道理，黨對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，有運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
鋰離子電池蓋帽上有防爆孔，在內部壓力過大的情況下，防爆孔會自動打開泄壓，以防止出現爆炸的現象。
鋰離子電池的性能
1、高能量密度
與同等容量的NI／CD或NI／MH電池相比，鋰離子電池的重量輕，其體積比能量是這兩類電池的1.5～2倍。
2、高電壓
鋰離子電池使用高電負性的含元素鋰電極，使其端電壓高達3.7V，這一電壓是NI／CD或NI／MH電池電壓的3倍。
3、無污染，環保型
4、循環壽命長
壽命超過500次
5、高負載能力
鋰離子電池可以大電流連續放電，從而使這種電池可被應用於攝象機、手提電腦等大功率用電器上。
6、優良的安全性
由於使用優良的負極材料，克服了電池充電過程中鋰枝晶的生長問題，使得鋰離子電池的安全性大大提高。同時採用特殊的可恢復配件，保證了電池在使用過程中的安全性。
※在生產加工中如何保證設計好的C/A比成了生產加工中的關鍵。所以在生產中應就以下幾個方面進行控制：
1.負極材料的處理
1)將大粒徑及超細粉與所要求的粒徑進行徹底分離，避免了局部電化學反應過度激烈而產生負反應的情況，提高了電芯的安全性。
2）提高材料表面孔隙率，這樣可以提高10%以上的容量，同時在C/A 比不變的情況下，安全性大大提高。處理的結果使負極材料表面與電解液有了更好的相容性，促進了SEI膜的形成及穩定上。
2.制漿工藝的控制
1)制漿過程採用先進的工藝方法及特殊的化學試劑，使正負極漿料各組之間的表面張力降到了最低。提高了各組之間的相容性，阻止了材料在攪拌過程「團聚」的現象。
2)塗布時基材料與噴頭的間隙應控制在0.2mm以下，這樣塗出的極板表面光滑無顆粒、凹陷、劃痕等缺陷。
3)漿料應儲存6小時以上，漿料粘度保持穩定，漿料內部無自聚成團現象。均勻的漿料保證了正負極在基材上分布的均勻性，從而提高了電芯的一致性、安全性。
3.採用先進的極片製造設備
1)可以保證極片質量的穩定和一致性，大大提高電芯極片均一性，降低了不安全電芯的出現機率。
2)塗布機單片極板上面密度誤差值應小於±2%，極板長度及間隙尺寸誤差應小於2mm。
3)輥壓機的輥軸錐度和徑向跳動應不大於4μm，這樣才能保證極板厚度的一致性。設備應配有完善的吸塵系統，避免因浮塵顆粒而導致的電芯內部微短路，從而保證了電芯的自放電性能。
4)分切機應採用切刀為輥刀型的連續分切設備，這樣切出的極片不存在荷葉邊，毛刺等缺陷。同樣設備應配有完善的吸塵系統，從而保證了電芯的自放電性能。
4.先進的封口技術
目前國內外方形鋰離子電芯的封口均採用激光（LASER）熔接封口技術，它是利用YAG棒（釔鋁石榴石）激光諧振腔中受強光源（一般為氮燈）的激勵下發出一束單一頻率的光（λ=1.06mm）經過諧振折射聚焦成一束，再把聚焦的焦點對准電芯的筒體和蓋板之間，使其熔化後親合為一體，以達到蓋板與筒體的密封熔合的目的。為了達到密封焊，必須掌握以下幾個要素：
1)必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機。
2)必須有配合精度高的適用於激光焊的電芯外殼及蓋板。
3)必須有高統一純度的氮氣保護，特別是鋁殼電芯要求氮氣純度高，否則鋁殼表面就會產生難以熔化的Al2O3（其熔點為2400℃）。
3.1 充電過程
如上圖一個電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上,正鋰離子Li+從正極「跳進」電解液里，「爬過」隔膜上彎彎曲曲的小洞，「游泳」到達負極，與早就跑過來的電子結合在一起。
正極上發生的反應為
LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)
負極上發生的反應為
6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2 電池放電過程
放電有恆流放電和恆阻放電，恆流放電其實是在外電路加一個可以隨電壓變化而變化的可變電阻，恆阻放電的實質都是在電池正負極加一個電阻讓電子通過。由此可知，只要負極上的電子不能從負極跑到正極，電池就不會放電。電子和Li+都是同時行動的，方向相同但路不同，放電時，電子從負極經過電子導體跑到正極，鋰離子Li+從負極「跳進」電解液里，「爬過」隔膜上彎彎曲曲的小洞，「游泳」到達正極，與早就跑過來的電子結合在一起。
二、 工藝流程
鋰離子電池的工藝技術非常嚴格、復雜，這里只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。
1、制漿：用專門的溶劑和粘結劑分別與粉末狀的正負極活性物質混合，經高速攪拌均勻後，製成漿狀的正負極物質。
2塗膜：將製成的漿料均勻地塗覆在金屬箔的表面，烘乾，分別製成正負極極片。
3、裝配：按正極片—隔膜—負極片—隔膜自上而下的順序放好，經卷繞支持呢個電池極芯，再經注入電解液、封口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，製成成品電池。
4、化成：用專用的電池充放電設備對成品電池進行充放電測試，對每一隻鋰電池都進行檢測，篩選出合格的成品電池，待出廠。