锂是一种特别容易发生反应的金属,外观呈银白色,非常柔软、可伸展,且易燃。金属锂属于遇水释放易燃气体的物质。
A金属锂的属性:
①遇水或潮湿空气会释放易燃气体;
②呈固体状态时,当温度超过其熔点180℃时,可自己燃烧;
③呈粉末时,可在室温条件下燃烧;
④可导致严重灼伤及腐蚀。
B锂电池芯或锂电池属于第9类危险品,其危险性取决于所含的锂。
①锂电池高度易燃;
②短路、过度充电、极限温度、错误操作或其他错误情况下都能着火;
③不管是因为内部原因还是外部加热或物理撞击,它都能产生足够的热使毗邻的电池也发生热失控。锂金属电池释放的电解质混合融化的锂金属,并伴有一个大的压力脉冲。易燃电解质和熔融锂金属可产生爆炸混合物;
④在C级货舱的灭火剂哈龙1301(三氟一溴甲烷灭火剂),不能有效控制锂金属电池的着火。
电池一般分为一次电池(不可反复充电)和二次电池(可反复多次充电)。而锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质的电池,一般分为两类:锂金属电池和锂离子电池(包括锂离子聚合物电池),其最主要的区别在于锂金属电池是一次电池,内含金属态的锂,如纽扣电池;而锂离子电池是二次电池,不含有金属态的锂。
其中锂离子聚合物电池作为二次电池的代表,广泛应用于手机、平板电脑等便携电子产品。其原因在于利用聚合物串联电池结构,使其仅需要少量液体电解质,因此该类电池并不需要硬质外壳做保护,形状没有限制,其包装体积也可大大减少。基于这些特点,锂离子聚合物电池大有取代传统锂离子电池的趋势。
当锂电池处于充电过程中时,通过充电器发送的电流对锂离子(Li+)施加推力,从正极穿过电解质到达负电极后,以电化学能的形式存储起来。当没有更多的锂离子从正极流向负极时,说明电池已经充满电。在此过程中,在电池正负极之间产生的电化学驱动力,称为终端电压。如图3。
当锂电池处于放电过程中时,附着在负电极的锂离子开始迁移回正电极,过程中蓄电池继续放电,终端电压持续下降。一旦所有锂离子从正极端子迁移完毕,电池完全放电,则需要再充电后使用。
尽管采取了一系列的预防措施,但是锂离子电池发生自燃的可能性仍然存在。如果发生锂电池自燃,通常来说按照如下的步骤进行应急处理:
首先切断电源。出现任何异常情况,应在第一时间切断电源。
当电池出现自燃时,应立即对电池做持续的降温处理,用水扑救是最理想的解决办法。如果火势较大,可以使用ABC干粉灭火器或二氧化碳型灭火器扑灭明火,然后再用水给受损的电池持续降温,并且每5min检查一下已发生自燃的电池,如果仍旧是发热,则继续用水为电池降温,直至完成冷却。
如果可能的话,将受损电池移至开放的安全区域,并迅速疏散周围的人群。
不要对锂电池用冰块降温。因为会导致内部热量散发不出来,持续的高温进一步加剧化学反应,此时内部温度将急速升高,电解质气体大量积聚,进而引发电池爆炸,其威力和破坏性比电池“平静的自燃”更可怕。
即使出现了明火,也应避免使用泡沫灭火器,喷出的泡沫附着在电池外围形成热绝缘体,从而增加化学反应,产生更多的热量。
当前,锂离子电池制造商研发了多种方法来降低火灾风险,提高安全性能,例如在电池内部设置保护电路,包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护。