鋰電池具備了構(gòu)成爆炸的物質(zhì)條件嗎

　　對照形成爆炸所需的各種要素，來分析一下鋰電池內(nèi)部的成分與反應(yīng)過程。鋰電池內(nèi)部到底包含哪些化學物質(zhì)呢?它們足以形成爆炸嗎?

　　中國泰爾實驗室安全試驗部的專家劉偉介紹說，“通常人們所說的手機鋰離子電池也叫電池組或電池包，它主要由電芯和保護電路組成，其中電芯由正負電極、電解質(zhì)、隔膜、外殼組成。”

　　目前廣泛使用的正極材料是鈷酸鋰，鈷酸鋰在一定條件下會發(fā)生分解，分離出鋰離子，負極材料是 石墨，分子結(jié)構(gòu)中有許多小空間，也就是鋰離子的儲藏格。電解液一般為混合的有機溶劑，其中常用的電解質(zhì)是一種叫六氟磷酸鋰的鹽。至于隔離膜的功能,主要是 隔開正負極，防止兩極接觸引發(fā)短路，目前隔離膜的材料一般選用聚烯烴類的多孔高分子薄膜，薄膜上的微孔是為了讓鋰離子能夠自由通過。當對電池進行充電時， 電池正極上的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極，嵌入到碳層的微孔中，負極嵌入的鋰離子越多，電池的充電容量越高。同樣道理，當對電池進行放電時，嵌在負極碳層 中的鋰離子脫出，又運動回到正極。這樣就完成了一個鋰離子電池的充放電過程。

　　從電池的內(nèi)部元素來說，已經(jīng)包含了碳、氧及容易燃燒的電解質(zhì)等，這些物質(zhì)被密封在一個小的空間里，如果具備了一定的條件，完全可能因化學反應(yīng)而放出巨大的熱量與氣體，就有可能會爆炸。

　　但并不是說，具備了這些要素，就一定會發(fā)生爆炸。哈爾濱工業(yè)大學應(yīng)用化學系教授、鋰電池研究專家史鵬飛告訴記者，“只有在一定的環(huán)境條件下，鋰離子、電解液、隔離膜之間會發(fā)生相互作用，出現(xiàn)復雜的變化情況，直至導致爆炸。”

　　高溫為何可能帶來鋰電池爆炸

　　那么可以進一步追問，到底需要什么樣的環(huán)境條件，電池內(nèi)部才出現(xiàn)異常情況呢?記者專門請教了中國科技大學火災(zāi)科學國家重點實驗室的孫金華教授。孫教授介紹說，“如果充電方法不當，鋰電池短時間內(nèi)會產(chǎn)生大量的熱量，就會爆炸。”

　　針對孫金華的解釋，劉偉進一步補充介紹說，“處于充電狀態(tài)的鋰電池正極材料，比如鈷酸鋰或是 錳酸鋰，狀態(tài)不穩(wěn)定，會發(fā)生分解，高溫下會釋放出氧氣。放出的氧氣與電解液中的有機溶劑發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生許多熱量。另外，在一定的電壓作用下，溶劑及電解液 本身也可能會發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，導致安全性問題。”

　　這些熱量是怎么產(chǎn)生的?電池內(nèi)部到底發(fā)生了怎樣的變化?我們用肉眼是看不見的。但研究者利用 一定的技術(shù)手段，卻可以清晰地“看到”電池內(nèi)部的變化過程。中國科技大學的王青松博士利用先進的微量量熱儀對鋰電池的熱反應(yīng)進行了實驗研究，研究發(fā)現(xiàn)，鋰電池的正極活性物質(zhì)、負極活性物質(zhì)、電解液等在正常使用和濫用情況下都會發(fā)生放熱反應(yīng)。

　　孫金華說，“在放出熱量的同時，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使體系內(nèi)部壓力不斷增大，引起電池的熱膨脹，在安全措施失效的情況下，就潛含爆炸的危險。”

　　另外，手機長時間通話也會造成電池發(fā)熱，同時也造成內(nèi)部電路及聽筒發(fā)熱，如果恰好使用的是偽劣電池，則極易引發(fā)爆炸。有人會在手機充電時打電話，充電時手機電池本來就會產(chǎn)生熱量，如果我們再繼續(xù)用它打電話，那么熱量就會快速提升，很容易引發(fā)危險。