18650锂电池被短路也是常见爆炸原因,分为内部短路与外部短路。内部短路可能由生产工艺残留杂物引起,或者因外界针刺、挤压导致内部材料短路。这些情况都会直接引发电池爆炸,属于较为隐蔽且危险的因素。
18650锂电池有多危险?
外部短路则是正负极直接接触导致,比如负载设备故障或线路短路,若保护板功能失效无法切断回路,电池内部气压升高便会爆炸。震动或挤压碰撞也可能导致线路短路,这种情况下爆炸起火威力更大,常伴有火花与爆炸声同时发生。
高温环境同样会引发18650锂电池爆炸。锂电池正常充电温度范围为0到45℃,放电为负20到65℃,存储为0到45℃。通常保护板设置充电高温保护为50℃,放电高温保护为70℃,若缺乏此保护,持续高温运行将极其危险。
18650锂电池确实存在一定危险性,因为锂离子一旦接触空气会迅速氧化升温,超过100度就可能起火爆炸,但这通常发生在电池被破坏的前提下。在正常使用中,电池配有保护板监控电压电流温度,只要不遇到猛烈撞击导致破裂,一般不会出问题。
虽然18650电池内部有安全阀提供缓冲,且在充放电时有监控机制,但依然有三种情况极易引发危险。首先是过充电,锂电池必须在特定电压范围内工作,例如三元锂是2.5V到4.2V,磷酸铁锂是2.0V到3.65V,超出范围就有安全隐患。
如果锂电池组发生因过充导致的爆炸,往往是因为个别电串电压变为0V,或者保护板异常失效,再或是使用了错误的充电器。例如用72V锂电池组的84V充电器去充36V的电池组,会直接损坏保护板元器件,使电池在无保护状态下承受高达8.4V的危险电压。
当18650电池被过充时,正极锂离子运动会过度镶嵌在负极网状结构中,导致负极析锂并形成锂结晶。这些结晶会刺穿隔膜,造成电芯内部短路,进而引发爆炸。因此,充电时必须依靠过充保护电路来监控每一串电压,一旦超过限值就切断充电。
当锂电池内部温度超过120℃时,内部材料如隔膜会发生变质和收缩。普通电芯隔膜在120℃以上收缩后,正极与负极材料会直接接触导致内部短路,瞬间引发高温爆炸。因此,务必在规定温度范围内使用和存储18650锂电池,以免后果严重。