聚合物電池電池內(nèi)部到底什么構(gòu)造？

為什么是軟的而不是圓筒？

往下看

首先拆解有風(fēng)險(xiǎn)，下手需謹(jǐn)慎

電池爆炸原理

《充電寶為什么會(huì)爆炸》

中我們提到了羅馬仕充電寶之所以會(huì)爆炸的主要原因是因?yàn)樗鼪]有溫控和電芯質(zhì)量太差。電芯質(zhì)量差就容易漏電，甚至內(nèi)部短路，電池儲(chǔ)存的電能在一瞬間全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能也就是熱能引燃電池本身，釋放大量化學(xué)能。而鋰電池本身就屬于易燃品，鋰電池起火極難撲滅。如果各位看過新聞就知道鋰電車如果電池發(fā)生自燃很難完全滅火，因此大多數(shù)情況下消防隊(duì)只能控制火勢(shì)，卻不能完全撲滅火災(zāi)，唯一的方法是在火勢(shì)得到控制的情況下讓電池組燒光。因此說電動(dòng)車環(huán)保我就像笑，汽車燒油燒到報(bào)廢也不會(huì)產(chǎn)生如此大量的有害物質(zhì)，更別提經(jīng)濟(jì)損失了

在幾秒鐘之內(nèi)，從冒白煙變成了噴火燃燒，不但把整車燒成廢鐵，順便還把旁邊的奧迪和雷克薩斯也燒成廢鐵，徹底證明了誰是大哥。不少車主感嘆：買特斯拉后:動(dòng)手水平提升了,英語(yǔ)水平進(jìn)步了,維權(quán)手段豐富了

目前絕大多數(shù)電池均采用鋰作為得失電子，即發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的載體。它有極高的化學(xué)活性，當(dāng)金屬鋰與氧氣直接發(fā)生接觸時(shí)，便會(huì)引起劇烈的燃燒與爆炸。鋰的化合物分子式中，鋰的含量越高，其熱穩(wěn)定性就越差，開始與電解液反應(yīng)的溫度就越低。當(dāng)前應(yīng)用廣泛的鋰電池正極材料，都是鋰的化合物。磷酸鐵鋰，錳酸鋰和三元鋰，如果泛泛的說，三者的安全性是從高到低排列的。研發(fā)鋰電池時(shí)會(huì)遵循兩大基本安全規(guī)律：盡可能隔絕空氣與含鋰電極材料接觸的可能性；盡可能將鋰原子嵌入在其他材料中，或者以離子形式存留在電解液中，避免金屬鋰晶體的產(chǎn)生。

滅火

鋰電池火災(zāi)，是最近幾年電動(dòng)汽車大發(fā)展后才越來越多出現(xiàn)在人們視野的火災(zāi)類型，對(duì)于消防人員來說，有著與其他火災(zāi)不同的特點(diǎn)。

鋰電池火災(zāi)溫度高，如果是工廠或者倉(cāng)庫(kù)起火，其煙氣濃，能見度低，對(duì)消防人員觀察火情不利，其次，鋰電池的場(chǎng)所一旦起火，周邊的鋰電池極易產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。鋰電池燃燒的產(chǎn)生的煙氣含有有毒有害氣體

使用大量的水滅火，成為一種兩難的手段。一方面，火場(chǎng)溫度高，即使火勢(shì)熄滅后，也需要大量的水降溫否則極易復(fù)燃；但鋰電池遇水可能引發(fā)短路，也容易造成復(fù)燃。電動(dòng)汽車火災(zāi)可以用水撲滅，但是耗水量大。水基滅火劑降溫效果最好，氣體及干粉類滅火劑效果不佳。

相比之下如果僅僅是化學(xué)燃料火災(zāi)比如汽車自燃相對(duì)來說更容易撲滅，而電化學(xué)設(shè)備火災(zāi)則滅火困難得多。有意思的是有資料顯示汽車自燃多半由電路問題引起，因此用電一定要注意安全。汽車電路安全第一，不要私自改裝電路。

為什么我可以拆？

本人作為物理實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人對(duì)電路知識(shí)以及鋰電池爆炸的原理有清晰的理解和認(rèn)識(shí)。因此可以這么說，鋰電池在電量完全耗盡電壓為0的報(bào)廢狀態(tài)下是沒有能量的。鋰電池正常使用的時(shí)候無論是100%充滿狀態(tài)還是0%虧電狀態(tài)內(nèi)部都有電能的存在，因此我們一般認(rèn)為的0%并不是電池完全耗盡能量，只是低于這個(gè)電壓就無法維持電池正常充電使用的一個(gè)電壓我們定義為0%，此外過充會(huì)造成金屬鋰晶體析出，既沒有以離子的形式待在電解液里，也沒有被所在電極材料的籠式結(jié)構(gòu)包裹。過充狀態(tài)下的電池拆解短路起火的概率基本可以認(rèn)為趨近于100%。

我們知道電池依靠化學(xué)能儲(chǔ)能，利用電化學(xué)反應(yīng)可以將化學(xué)能與電能高效的互轉(zhuǎn)，但是當(dāng)電池本身電量耗盡電壓=0的時(shí)候，電池內(nèi)部便沒有電化學(xué)反應(yīng)需要的能量。只要電池內(nèi)部沒有鋰單質(zhì)的存在，就可以拆解而不會(huì)自燃。我個(gè)人可以確定我手上這塊電池已經(jīng)0電壓很長(zhǎng)時(shí)間了而且有在安全環(huán)境下拆解后確實(shí)不會(huì)自燃的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)橐荒昵拔疫€真就拆過一個(gè)還錄了視頻，總之我確信這塊電池拆解的時(shí)候不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)

總之我們先劃開電池外包放掉氣體，氣體味道非常糟糕好在刺激性不強(qiáng)。

一下子就癟了

然后就能看到電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)了

鋰電池?zé)o論是充電還是放電，其實(shí)都是鋰離子在電池的正極與負(fù)極之間移動(dòng)，并將電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的過程。在電池的內(nèi)部不是電子在移動(dòng)而是鋰離子，這是鋰電池能量密度方面最重要的特性但是鋰電池確實(shí)存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)

鋰電池根據(jù)內(nèi)部電解質(zhì)形態(tài)的不同，又可細(xì)分為“鋰離子電池”（Li-ion）和“鋰聚合物電池”（Li-poly）。其中，當(dāng)電解質(zhì)為液體時(shí)就是“鋰離子電池”，它需要使用金屬外殼密封包裹防止漏液，所以質(zhì)地較硬聚合物電池用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)，因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼

剝開外皮看到電池本體

各位一定覺得電芯內(nèi)部是用塑料袋包裝

而且塑料袋并不是想象中的和鋁塑外皮一樣圍一圈的包裝法，而是像折頁(yè)一樣反復(fù)曲折的彎折

你以為這只是個(gè)塑料袋，其實(shí)它是組成電池的材料——隔離膜

隔離膜將正極材料和負(fù)極材料隔離開是聚合物電池最重要的材料之一

在充電時(shí)，正極材料分子中的鋰元素會(huì)被分離出來，變成一個(gè)帶有正電荷的鋰離子（Li）。在外加電場(chǎng)的作用力下，這個(gè)鋰離子會(huì)穿越電解質(zhì)和隔離膜，到達(dá)終點(diǎn)負(fù)極后會(huì)與其中的碳原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成LiC6，并穩(wěn)定地嵌入到負(fù)極的石墨層狀結(jié)構(gòu)當(dāng)中，最終實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)能量的過程。在放電時(shí)，鋰離子在化學(xué)反應(yīng)的作用下會(huì)從負(fù)極重新移動(dòng)回正極，這個(gè)過程會(huì)形成電流從而為數(shù)碼產(chǎn)品供電遺憾的是一旦電池過放鋰離子就不會(huì)在外電勢(shì)的作用下再移動(dòng)

從側(cè)面看電池本身結(jié)構(gòu)緊密，就像一本書一樣

上次看到這種結(jié)構(gòu)好像還是書肺

也叫“肺囊”，節(jié)肢動(dòng)物門蛛形綱特有的呼吸器官。在蜘蛛腹部前方兩側(cè)，有一對(duì)或多對(duì)囊狀結(jié)構(gòu)，叫氣室，氣室中有15～20個(gè)薄片，由體壁褶皺重疊而成，像書的書頁(yè)，因而叫“書肺”。當(dāng)血液流過書肺時(shí)，與這里的空氣進(jìn)行氣體交換，吸收氧氣，同時(shí)排出二氧化碳、完成呼吸過程。

這種結(jié)構(gòu)明顯能提升等容積下的比表面積，也難怪電池用這種結(jié)構(gòu)了

極耳在電池的上部集束。而且能明顯看見正極材料薄片上有扯斷的正極極耳，沒有負(fù)極極耳

鋰電池真的可以像書一樣翻開

最后這張不太清晰，是鋁塑外皮上有另一半極耳通過絕緣片被引到電池外部

說到這個(gè)我想起來了一個(gè)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。按我們老師當(dāng)時(shí)的說法，測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)用物理的方法要測(cè)幾組數(shù)據(jù)還要算電池的內(nèi)阻，而化學(xué)的話只需要了解反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就可以了。

電池的電化學(xué)反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定的，唯一決定電池電壓下降的因素是電池內(nèi)阻的上升。不知道這種中學(xué)的說法和事實(shí)比怎么樣，但是事實(shí)上講，舊電池確實(shí)內(nèi)阻增大容量下降，因此鋰電池本身也是有壽命的，該換還得換。之前我收的那個(gè)華為P9就存在續(xù)航短低溫自動(dòng)關(guān)機(jī)的問題，換了一塊新電池好多了。續(xù)航也長(zhǎng)了低溫也不關(guān)機(jī)了。舊電池實(shí)測(cè)容量從出廠的3000掉到只有1450了也沒啥再利用的必要了所以就一直在我抽屜里面放著。嚴(yán)格來說應(yīng)該把電放光然后送回收站的，但是咱鎮(zhèn)子上也沒這玩意。

此外這次拆的電池還屬于高倍率電池，是航模電池。它本身內(nèi)阻非常小，可以提供很大功率的大電流輸出，因此一旦內(nèi)部短路能量會(huì)急劇釋放瞬間爆炸，是非常危險(xiǎn)的東西。因此常見的民用鋰電池一般都不是這種低內(nèi)阻型的，只有高功率動(dòng)力電池有這個(gè)問題。

一般來說為了您和您家人的安全除了不要買羅馬仕之類的劣質(zhì)產(chǎn)品以外我還建議各位在家中常備滅火器。水基滅火器和二氧化碳滅火器都是不錯(cuò)的選擇，它們價(jià)格也都不貴而且還有其他玩法……呸，還有其他功能以備不時(shí)之需。至于干粉滅火器更是非常廉價(jià)但是滅火的效果還是一分錢一分貨，自己家的安全只有自己能保障。

就這樣，珍愛生命，謹(jǐn)慎用電