Ⅰ 锂电池和铅酸电池的哪个易起火
锂电池和铅酸电池的哪个易起火
锂电池和铅酸电池的哪个易起火，两轮电动车的电池主要分为2类,一类是锂电池,一类是铅酸电池，以下是我为大家精心准备的锂电池和铅酸电池的哪个易起火，快来一起看看吧。
从理论上来说，锂电池包由于密封性更好，如果发生过充气体析出，爆炸起火的概率更高。但是铅酸电池过充也会产生氢气，氢气达到一定浓度也会发生爆燃。所以大家都是半斤八两，谁也没好过谁。锂电虽然也有起火爆炸的风险，但概率毕竟低，何况人家还占了一个轻便的优势，能量密度也更高。
锂电池包和铅酸电池谁更容易爆炸起火？
电池在很多情况下并不是封闭的，无论是锂电池包还是铅酸电池，在设计时都会针对内部压力异常增大的情况设置安全阀，即便电池内部发生短路等异常情况，内部压力也会及时释放，不会引发大的风险。
从电池结构来说，目前锂电池包基本都是18650电池进行封装，而铅酸电池则基本上也是密封性能很好的免维护性铅酸电池，如果其内部压力过大且安全阀发生异常的话，两者的危险系数基本相当。
从电池的安全防护角度来看，18650电芯上都设计有安全阀，不仅可以释放内部过大压力，还会物理断开电池与外界的电路连接，相当于将该电芯物理隔断，以保证锂电池包其它电芯的安全。
相反，铅酸电池在安全防护上除了安全阀之外似乎就乏善可陈，BMS保护几乎不存在，很多劣质充电器甚至都无法做到充满后断电，安全保障上与锂电池相去甚远。
最后还有一点，如果是因为意外冲撞造成电池结构遭到破坏，铅酸电池似乎比锂电池包更安全一些。不过在这种等级的事故中，电池材料早已暴露在开放环境中，爆炸也就无从谈起了。
从电池的安全冗余设计上来看，合格的锂电池和铅酸电池都能够充分保证用户的使用安全，并不存在明显的安全性差异。
铅酸电池的安全性在目前的电池系统里属于极高的等级，为什么这么说呢?
首先，大电流性能优异意味着电池不容易发生意外，大电流性能优异可以承受瞬间几倍甚至几十倍高强度放电;其次，即便发生意外，铅酸电池正负极材料都是铅的化合物，而电解液还是硫酸溶液，三者都不易燃，只能是导致周围的零部件燃烧。
再来说说锂电池，锂离子电池的负极材料是石墨，碳材料的一种，易燃性比较强，电解液是酯类溶剂和锂盐，酯类溶剂不仅易燃而且还有极强的挥发性，一旦大量放热，比如汽车发动机仓里，不易挥发，汽车碰撞时，容易发生更强烈的燃烧甚至爆炸，将事故推高恶化，后果不堪设想。
还有一个重要的因素不可忽略，锂离子电池在大电流放电时容易在负极形成锂枝晶，刺穿隔膜导致电池内部短路进而爆炸，这在锂电界是一个共识。
综上，铅酸电池的安全系数比锂电池要高，锂电池包相对于铅酸电池，更易爆炸和燃烧。锂电池在夏天高温环境和室内密闭环境充电时，要注意防止爆炸燃烧，注意防止危险发生。
锂电池可能起火的原因主要有哪些？
1、过充过放： 电池组中存在电芯电压的不平衡性，若不能进行自动调节，直接进行充电或放电，将会导致电池出现过充或过放。过充轻则损坏电池，重则导致电池起火；过放轻则损坏电池，重则导致无人机在飞行中突然断电坠机。
2、撞击和穿刺 ：电池在受到撞击、挤压等外力的作用下出现变形或被尖锐物体刺穿，可能会导致电芯的正负极片短路，使电池冒出大量的浓烟，甚至着火。
3、进水短路： 户外进行植保作业的环境复杂，大多数农田的水和农药都具有导电性，因此需要时刻保持电池接口、无人机电源接口的干净
如你的电池不慎进水，千万不能大意，请立即对电池进行隔离，可能刚开始看起来电池一切正常，等水慢慢的渗入到电池内部，可能会冒出大量的浓烟，甚至着火。
早期的农业植保电池脱胎于航模电池，结构相对简单，使用过程中容易出现很多问题。之后改进过的电池有与飞控实时通讯的功能，但依然存在许多安全隐患，比如新旧电池搭配使用、过充和过放等。
4、不同规格并联充电、新旧电池混用
直到极飞 P系列植保无人机“智能电池”的诞生，针对农药腐蚀、防摔都做了大幅度提升；冬季还有自动加热功能；XBMS 电源管理系统可以防止过充过放的情况发生；使得植保无人机电池的安全性能大幅提升。
锂电池起火是个很极端的事情，但是曝光度很高，给人惊悚的感觉。大到储能电站，小到电动自行车，电池着火的原因可能并非电池本身的原因，或者说不是电池本身，而是电池系统的故障引起的。锂电池起火的主要原因是热失控造成的，今天我们谈灭火，首先需要搞明白热失控的真实原因。
一、锂电池起火的原因
引起锂电池着火的本质是电池内的热量未能按照设计的意图进行释放，引起内外燃烧物的燃点后起火，引起的原因主要有外部短路、外部高温和内部短路。
1、内部短路： 由于电池的滥用，如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂质灰尘等，将恶化生成刺穿隔膜，产生微短路，电能量的释放导致温升，温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径，形成了更大的.短路电流，这种互相累积的互相增强的破坏，导致热失控。
2、外部短路 ：以电动汽车为例。实际车辆运行中发生危险的概率很低，一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS，二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下，短路点越过整车熔断器，同时BMS失效，较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁，很少导致电池发生热失控事件。现在，比较多的PACK企业采用了回路中加熔断丝的做法，更能有效的避免外短路引发的危害。
3、外部高温 ：由于锂电池结构的特性，高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应，电解液的分解物还会与正极、负极发生反应，电芯隔膜将融化分解，多种反应导致大量热量产生。隔膜融化导致内部短路，电能量的释放又增大了热量的生产。这种累计的互相增强的破坏作用，其后果是导致电芯防爆膜破裂，电解液喷出，发生燃烧起火。
二、锂电池灭火方案
分析了电池着火的原因，当锂电池着火需要进行灭火处理时，让我们看下特斯拉(Tesla)的推荐方案：
1、如果遭遇小火灾，火焰没有蔓延到高压电池部分，可以采用二氧化碳或ABC干粉灭火器灭火。
2、在彻底检查火情的时候，不要与任何高压部件接触，始终使用绝缘工具进行检查。
3、如果高电压电池在火灾中弯曲、扭曲、损坏，总之就是变得不成样子，或者怀疑电池出现问题。那么灭火时的用水量不能太少，消防用水要有足够的量。
4、电池着火可能需要24小时才能完全扑灭。使用热成像摄像头，可以确保高电压电池在事故结束前完全冷却。如果没有热成像摄像头，就必须监控电池是否会复燃。冒烟表示电池仍然很热，监控一直要保持到电池不再冒烟的至少一小时之后。
美国通用沃蓝达的应急救援手册中对电动汽车的消防灭火是那样指导的：如果电池达到足够高的温度，泄漏和释放电解质，电解液肯定是易燃品。这就需要用大量的水来冷却电池和灭火，因为直流和交流系统没有接地，消防员可以安全的用水作为主要灭火剂，而且没有触电的危险。ABC干粉灭火器不会熄灭电池火焰。消防员应避免在灭火或解脱操作任何高压组件中的内部直接接触，这会潜在导致电击。
总结一下，锂电池灭火得用大量的水，需要长久的时间与耐心，降温很关键，锂电池并不是易爆品，一般情形下不会发生爆炸。
Ⅱ 锂电池的原理及生产工艺流程
一、锂离子电池原理
1.0 正极构造
LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极
2.0 负极构造
石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔）负极
电芯的构造
电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极板，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
根据上述的反应机理，正极采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从LiCoO2拿走XLi后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于X的大小。通过研究发现当X>0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值，一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5 ，这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中，心以保证下次充放电Li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现。所以锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2V，放电下限电压≥2.5V。
3.0工作原理
锂电池内部成螺旋型结构，正极与负极之间由一层具有许多细微小孔的薄膜纸隔开。锂离子电芯是一种新型的电池能源，它不含金属锂，在充放电过程中，只有锂离子在正负极间往来运动，电极和电解质不参与反应。锂离子电芯的能量容量密度可以达到300Wh/L，重量容量密度可以达到125Wh/L。锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行，锂离子在正负极之间嵌入脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在，因此锂离子电芯更加安全稳定。锂离子电池的正极采用钴酸锂，正极集流体是铝箔；负极采用碳，负极集流体是铜箔，锂离子电池的电解液是溶解了LiPF6的有机体。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生茶鞥的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈现层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样道理，党对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，有运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
锂离子电池盖帽上有防爆孔，在内部压力过大的情况下，防爆孔会自动打开泄压，以防止出现爆炸的现象。
锂离子电池的性能
1、高能量密度
与同等容量的NI／CD或NI／MH电池相比，锂离子电池的重量轻，其体积比能量是这两类电池的1.5～2倍。
2、高电压
锂离子电池使用高电负性的含元素锂电极，使其端电压高达3.7V，这一电压是NI／CD或NI／MH电池电压的3倍。
3、无污染，环保型
4、循环寿命长
寿命超过500次
5、高负载能力
锂离子电池可以大电流连续放电，从而使这种电池可被应用于摄象机、手提电脑等大功率用电器上。
6、优良的安全性
由于使用优良的负极材料，克服了电池充电过程中锂枝晶的生长问题，使得锂离子电池的安全性大大提高。同时采用特殊的可恢复配件，保证了电池在使用过程中的安全性。
※在生产加工中如何保证设计好的C/A比成了生产加工中的关键。所以在生产中应就以下几个方面进行控制：
1.负极材料的处理
1)将大粒径及超细粉与所要求的粒径进行彻底分离，避免了局部电化学反应过度激烈而产生负反应的情况，提高了电芯的安全性。
2）提高材料表面孔隙率，这样可以提高10%以上的容量，同时在C/A 比不变的情况下，安全性大大提高。处理的结果使负极材料表面与电解液有了更好的相容性，促进了SEI膜的形成及稳定上。
2.制浆工艺的控制
1)制浆过程采用先进的工艺方法及特殊的化学试剂，使正负极浆料各组之间的表面张力降到了最低。提高了各组之间的相容性，阻止了材料在搅拌过程“团聚”的现象。
2)涂布时基材料与喷头的间隙应控制在0.2mm以下，这样涂出的极板表面光滑无颗粒、凹陷、划痕等缺陷。
3)浆料应储存6小时以上，浆料粘度保持稳定，浆料内部无自聚成团现象。均匀的浆料保证了正负极在基材上分布的均匀性，从而提高了电芯的一致性、安全性。
3.采用先进的极片制造设备
1)可以保证极片质量的稳定和一致性，大大提高电芯极片均一性，降低了不安全电芯的出现机率。
2)涂布机单片极板上面密度误差值应小于±2%，极板长度及间隙尺寸误差应小于2mm。
3)辊压机的辊轴锥度和径向跳动应不大于4μm，这样才能保证极板厚度的一致性。设备应配有完善的吸尘系统，避免因浮尘颗粒而导致的电芯内部微短路，从而保证了电芯的自放电性能。
4)分切机应采用切刀为辊刀型的连续分切设备，这样切出的极片不存在荷叶边，毛刺等缺陷。同样设备应配有完善的吸尘系统，从而保证了电芯的自放电性能。
4.先进的封口技术
目前国内外方形锂离子电芯的封口均采用激光（LASER）熔接封口技术，它是利用YAG棒（钇铝石榴石）激光谐振腔中受强光源（一般为氮灯）的激励下发出一束单一频率的光（λ=1.06mm）经过谐振折射聚焦成一束，再把聚焦的焦点对准电芯的筒体和盖板之间，使其熔化后亲合为一体，以达到盖板与筒体的密封熔合的目的。为了达到密封焊，必须掌握以下几个要素：
1)必须有能量大、频率高、聚焦性能好、跟踪精度高的激光焊机。
2)必须有配合精度高的适用于激光焊的电芯外壳及盖板。
3)必须有高统一纯度的氮气保护，特别是铝壳电芯要求氮气纯度高，否则铝壳表面就会产生难以熔化的Al2O3（其熔点为2400℃）。
3.1 充电过程
如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为
LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)
负极上发生的反应为
6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2 电池放电过程
放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
二、 工艺流程
锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂，这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。
1、制浆：用专门的溶剂和粘结剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。
2涂膜：将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。
3、装配：按正极片—隔膜—负极片—隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕支持呢个电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。
4、化成：用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只锂电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。