鉅大LARGE | 點擊量：642次 | 2023年06月05日
鋰電池和鉛酸電池相比，誰更安全?誰更好?
鋰電池和鉛酸電池相比，誰更安全?鋰電池和鉛酸電池的安全性問題一直是用戶爭議的一個點，有人說鋰電池比鉛酸電池更安全，但有人卻想的恰好相反。從電池結(jié)構(gòu)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，兩者的危險系數(shù)基本相當。到底誰更安全，往下看就知道了!
鋰電池：
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
鉛酸電池：
鉛酸電池(VRLA)，是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛;充電狀態(tài)下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V;在應用中，經(jīng)常用6個單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標稱是12V的鉛酸電池，還有24V、36V、48V等。
鋰電池和鉛酸電池相比，誰更安全?
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(nèi)部過大壓力，還會物理斷開電池與外界的電路連接，相當于將該電芯物理隔斷，以保證電池包其它電芯的安全。另外，鋰電池包通常都會配備BMS保護板，它能夠精準控制電池包中每一顆電芯的狀態(tài)，直接從根源上解決過充過放的問題。
鋰電池BMS電池管理系統(tǒng)就可以給電池提供十足的保護，功能就包括：充/放電高低溫保護;單節(jié)過充/過放電壓保護;充/放電過流保護;電芯均衡;短路保護;充電提醒等等。
鋰電池包的電解液為鋰鹽與有機溶劑的混合溶液，其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰，該材料在高溫下易發(fā)生熱分解，并與微量的水以及有機溶劑之間進行熱化學反應，降低電解液的熱穩(wěn)定性。
動力鋰電池主要用磷酸鐵鋰，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。有報告指出，實際操作中針刺或短路實驗中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，但未出現(xiàn)一例爆炸事件。鋰電池包安全性較之已大有改善。
相反，鉛酸電池缺乏BMS系統(tǒng)保護。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(zhì)充電器甚至都無法做到充滿后斷電，安全保障上與鋰電池相去甚遠。
電動車自燃爆炸常有發(fā)生，多數(shù)都是電池充放電造成的，有專家解釋，鉛酸蓄電池的充電時間過長，充電到末期，兩極轉(zhuǎn)化為有效物質(zhì)后，如果再繼續(xù)充電，就會產(chǎn)生大量的氫、氧氣體。當這種混合氣體濃度在空氣中占4%時，又來不及逸出，如果排氣孔堵塞或氣體太多，遇到明火就會發(fā)生爆炸，輕則損壞蓄電池，重則傷人、損物。也就是，鉛酸電池一旦過度充電，將提高爆炸的幾率。而目前市面上的鉛酸電池并沒有做任何的“過充保護”，這就讓充電中的尤其是充電末期的鉛酸電池危險性極高。
最后還有一點，如果是因為意外沖撞造成電池結(jié)構(gòu)遭到破壞，鉛酸電池似乎比鋰電池更安全一些。不過在這種等級的事故中，電池材料早已暴露在開放環(huán)境中，爆炸也就無從談起了。
從以上關(guān)于鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池的安全隱患內(nèi)容中，可以看出，鉛酸電池最大的安全隱患問題在于其構(gòu)成材料。鉛酸電池的電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液為硫酸溶液。這些構(gòu)成材料本身穩(wěn)定性就不太高，如果發(fā)生漏液或者爆炸事故，所造成的危害相較于鋰電池而言會高很多。
補充：選擇優(yōu)質(zhì)鋰電芯，同時pack工藝規(guī)范
鋰電池安全隱患來自于以下五個方面：
1、正極材料的安全隱患；
2、負極材料的安全隱患；
3、隔膜與電解液的安全隱患；
4、制造工藝中的安全隱患；
5、電池使用過程中的安全隱患
鋰電池為什么會爆炸?
⒈水份含量過高
水份可以和鋰電芯中的電解液反應，生產(chǎn)氣體，充電時，可以和生成的鋰反應，生成氧化鋰，使電芯的容量損失，易使電芯過充而生成氣體，水份的分解電壓較低，充電時很容易分解生成氣體，當這一系列生成的氣體會使電芯的內(nèi)部壓力增大，當電芯的外殼無法承受時，鋰電池就會爆炸。
⒉內(nèi)部短路
由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象，電芯大電流放電，產(chǎn)生大量的熱，燒壞隔膜，而造成更大的短路現(xiàn)象，這樣電芯就會產(chǎn)生高溫，使電解液分解成氣體，造成內(nèi)部壓力過大，當電芯的外殼無法承受這個壓力時，電芯就會爆炸。
⒊過充
電芯過充電時，正極的鋰過度放出會使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而放出的鋰過多也容易無法插入負極中，也容易造成負極表面析鋰，而且，當電壓達到4.5V以上時，電解液會分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。
⒋外部短路
外部短路可能由于操作不當，或誤使用所造成，由于外部短路，電池放電電流很大，會使電芯的發(fā)熱，高溫會使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞，造成鋰電池內(nèi)部短路，因而爆炸。
總結(jié)：從電池的安全冗余設計上來看，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，并不存在明顯的安全性差異。究竟是鋰電池好還是鉛酸電池安全性更好好?現(xiàn)階段來說，還是鋰電池的安全系數(shù)還是很高的，不然為什么會有那么多電動汽車選用鋰電池作為汽車的動力來源呢?雖然偶有有個別電動汽車自燃事件報道，但歸其原因還是線路存在問題，鋰電池逐步替代鉛酸電池是大勢所趨，整體性價比也明顯優(yōu)于鉛酸電池，購買鋰電池還是可靠之選!
下一篇：鋰電池充電起火如何撲救？
