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鋰離子電池現在已經廣泛的使用在我們所用的電子產品中，從以前的鉛蓄電池到現在的鋰離子電池，不僅電池的體積變小了，而且能夠儲存的電量也變多了，給我們的生活帶來了非常大的方便。但給我們帶來便利的同時，也帶來一些安全隱患，新聞中偶爾會有一些關於鋰電池爆炸的報導，那麼鋰電池為什麼會爆炸，我們今天就來詳細分析其中的原因。
鋰離子電池原理
鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜和電解液組成，正極層與負極層緊緊的卷在一起，層與層之間由絕緣體隔開，正極和負極都浸泡在電解質中。以圓柱電池和方形電池為例，以下是鋰離子電池結構
電池的正、負極分別由兩種不同的嵌鋰化合物組成，正極材料主要包括過渡金屬氧化物、金屬氧化物、金屬硫化物等。目前商品化鋰離子電池常用的正極材料為過渡金屬氧化物。負極材料主要有無機非金屬材料、金屬材料、金屬—非金屬複合材料、金屬氧化物等，目前應用最廣泛的負極材料主要是石墨類碳材料。
負極材料磷酸鐵鋰結構正、負極材料分別塗覆在導電材料上構成電極。電極材料決定了電池的電壓和容量。
電解質作為鋰離子電池的重要組成部分，在電池充放電過程中起著傳遞電流的作用。為了防止浸泡在電解液中的正、負極材料因相互接觸而發生短路現象，正負極材料之間用聚烯烴隔膜隔開。
鋰離子二次二次電池實際上是一種鋰離子濃度差電池，充電時，Li+從正極脫出，經電解質嵌入到負極，負極處於富鋰狀態，正極處於貧鋰狀態，同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負極，以確保電荷的平衡。
放電時則相反，Li+從負極脫出，經過電解液嵌入到正極材料中，正極處於富鋰狀態。在正常充放電情況下，鋰離子在層狀結構的碳材料和層狀結構氧化物的層間嵌入和脫出，一般只引起材料的層面間距變化，不破壞其晶體結構，在充放電過程中，負極材料的化學結構基本不變。
離子反應方程式由於現在的電池更加追求高容量以增加電子設備的續航時間，因此，電池內部中增加安全措施的空間就越來越少了，從1991年鋰電池商業化到現在，鋰電池的電能容量已經提高了四五倍。
鋰電池爆炸機理
那麼我們知道了它的工作原理，就來了解一下什麼原因會引起鋰電池爆炸。
鋰枝晶生長
電池的充放電就是鋰離子的來迴轉移，在充電的過程中鋰離子被還原成金屬鋰嵌入負極，一般情況下，鋰會嵌入層間結構中。但由於生長的不確定性，鋰可能會在電極表面生長，並且生長層像樹枝一樣的刺狀結構，它會破壞電池內部的隔膜，引起電池內部短路和電池爆炸。
枝晶生長形成尖刺還有就是電池內部本身的缺陷，如果電池在生產過程中存在缺陷，金屬鋰顆粒穿過電池中的絕緣層便將正負極連接起來了，改變了電流的方向，就會產生大量的熱量，這些熱量會降解內部的材料，使化學反應失去控制，釋放更多的熱量，以至於引燃電池組件。
電池過充
我們現在的電池都具有保護系統，系統會隨時反饋電池電壓以防止過充的現象，當電池中的保護系統或者電池充電器損壞時，就會導致過充現象。當過充電發生時，留在正極材料中的鋰離子繼續被脫出而嵌入到負極材料中，如果達到了碳負極嵌鋰的最大限度時，那麼多餘的鋰就會以金屬鋰的形式沉積在負極材料上，使得電池的穩定性能大大降低。甚至一定情況下導致爆炸。
對於鋰電池來說，不僅電池容量是一個需要提高的方面，安全性能也一樣不可忽視，現在有些電池廠商對自身的安全標準也越來高，甚至需要對電池進行穿刺試驗，通過上面的分析我們知道，當釘子穿入電池的一瞬間，將會把電池的正負極給直接連接，會導致電池瞬間內部短路，這個時候釘子和電極之間的迴路電流會產生大量的熱量，很可能導致燒毀，因此現在也在努力研究開發微孔膜在電池隔膜中的應用，凝膠電解質和聚合物電解質也在進一步探索中，特別是聚合物電解質的開發，在電池沒有液體有機電解質揮發，因此，能夠大大提高電池的安全性。
以上就是關於鋰電池的以及爆炸現象的分析，如果你想了解更多科學知識，歡迎關注
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