鋰電池為什麼會爆炸?鋰電池爆炸原因、爆炸處理、充電注意事項一次看

2024 年 6 月 13 日凌晨,新北市土城一處住宅發生火災,燃燒面積約 150 平方公尺,有 3 人不幸身亡。初步調查顯示,火災可能由充電鋰電池起火爆炸引起。本文將整理鋰電池相關資訊,包含:鋰電池為什麼會爆炸?鋰電池爆炸原因、鋰電池爆炸處理、鋰電池充電注意事項等,給各位讀者參考。

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6/13 新北土城因鋰電池爆炸 3 人亡

新北市土城延壽路 75 巷 23 弄一處 7 樓住宅 4 樓,在 2024 年 6 月 13 日凌晨 3 點 32 分發生火災,火勢迅速延燒到頂樓。新北市消防局接獲通報後,立即出動 50 輛消防車與 136 名消防人員前往救援。

最終在凌晨 4點 27 分控制火勢、4 點 35 分將火勢完全撲滅。這次火災燃燒面積約 150 平方公尺,造成 3 人不幸身亡。

新北市消防局長李清安表示,消防人員到場後迅速佈設水線進行滅火,並協助疏散 15 位住戶。但有 3 名受困住戶不幸喪生,其中一名 20 多歲男子送往亞東醫院後不治,一名 50 多歲女子送至雙和醫院不治,另一名 20 多歲男子則在現場明顯死亡。

初步調查顯示,這次火災疑似由充電鋰電池起火爆炸引起,火勢蔓延迅速,損失嚴重。

鋰電池介紹

鋰電池是一種以鋰金屬或鋰合金為陽極材料,使用非水電解質溶液的電池。與鋰離子電池不同,鋰電池是一種一次電池,無法充電,而鋰離子電池則是可充電的。

鋰電池結構包括正極、負極、隔離板和電解液。正極和負極儲存鋰,電解液則在兩者間傳遞鋰離子,產生電流。

由於鋰金屬化學特性非常活潑,所以加工、保存和使用時對環境要求極高,在早期沒有廣泛應用。隨著微電子技術的發展,小型化設備對高效電源需求增加,鋰電池因此得到大規模應用。

▲ 鋰電池的構造,圖源

鋰電池優點介紹

鋰電池的應用範圍非常廣泛,從智慧型手機、筆電到電動汽車,鋰電池已成為重要的能源技術。鋰電池有以下 4 大優點:

  1. 高能量密度:鋰電池的能量密度比傳統電池高,適合需要長時間供電的小型設備。
  2. 壽命長:鋰電池的壽命較長,循環使用次數多,適合長期使用的電子產品。
  3. 輕量:鋰金屬重量輕,製作而成的電池相對較輕,便於攜帶。
  4. 低自放電率:鋰電池的自放電率低,長時間不用也能保持較高的電量。

▲ 鋰電池因為使用壽命長、輕薄、高能量密度而被應用在許多產品,手機就是其中之一。

鋰電池為什麼會爆炸?鋰電池爆炸原因

鋰電池為什麼會爆炸?台南市消防局整理了幾個鋰電池爆炸原因,整理如下:

鋰電池爆炸原因(1)過充

當電壓超過 4.5V 時,電解液會分解產生大量氣體,導致內部壓力增大,引發爆炸。

鋰電池爆炸原因(2)外部短路

外部短路通常是因為正負極接錯,導致電芯過熱、損壞隔膜,引起內部短路而爆炸。

鋰電池爆炸原因(3)內部短路

內部短路會產生大量熱量,進而燒壞隔膜,引起更大範圍的短路,導致電解液分解生成氣體,內部壓力過大就會引起爆炸。

鋰電池爆炸原因(4)水分含量過高

如果水份過多,水分跟鋰反應會生成氧化鋰,並在充電時分解生成氣體,內部壓力增加後會導致電芯爆炸。

鋰電池爆炸原因(5)負極容量不足

鋰電池負極容量不足時,充電時產生的鋰原子無法嵌入負極的石墨層,會堆積在負極表面形成結晶。這些結晶長期堆積會導致短路,造成電池急劇放電,產生大量熱量,燒壞隔膜。高溫會使電解液分解成氣體,壓力過大時鋰電池就會爆炸。

▲ 鋰電池也應用在電動車,先前也有充電站電池爆炸的案例。圖源:台南市消防局

鋰電池爆炸處理

如果鋰電池爆炸該怎麼處理?如果鋰電池爆炸,可以「持續泡水降溫」來阻止自燃反應,等到鋰反應完畢,火就熄滅了。藉由泡水滅火還可以避免火勢波及周圍可燃物,目前也沒有藥劑可以幫鋰電池火災滅火。

2024/6/14 更新:

根據「林金宏的消防天地」說明,鋰電池起火後潑水其實不會造成爆炸,是因為鋰電池起火後本身就容易爆炸,而爆炸時間點可能是在潑水時,所以才被誤以為潑水爆炸。

該粉專也提醒民眾,鋰電池火災可以用水搶救,而且要用水搶救才不會爆炸,但要用「大量」的水,就像下圖消防員是將車子的整個電池浸泡在水裡。

▲ 先前雲林也有火燒車案例是因為鋰電池起火,消防員將鋰電池泡水來滅火。圖源:雲林縣消防局。

鋰電池充電注意事項

台電也曾在 FB 發文提醒民眾,因為手機、行動電源、平板和充電式電器大多使用鋰離子電池或鋰聚合物電池,如果沒有充飽電也可以先拔除電源,不會影響電池使用壽命,也提出鋰電池充電的注意事項,避免鋰電池膨脹、產生異味、爆炸:

  1. 避免在無人看管或夜晚睡覺時充電。
  2. 按照說明書的指示進行充電。
  3. 充電環境周圍不要有易燃物。
  4. 不要在潮濕或高溫的地方充電。
  5. 最好使用原廠充電線。
  6. 充電線老舊或破損時要及時更換。
  7. 如果電池有異味或膨脹等異常情況,要立即拔除電源。

▲ 台電提醒民眾鋰電池充電的注意事項,睡覺時避免持續充電,也不要在潮濕或高溫的地方充電等。

鋰電池為什麼會爆炸?:總結

以上是鋰電池相關資訊,包含:鋰電池為什麼會爆炸?鋰電池爆炸原因、鋰電池爆炸處理、鋰電池充電注意事項等,最後也將本文重點整理如下,給各位讀者參考。

  • 鋰電池為什麼會爆炸?鋰電池爆炸原因:(1)過充(2)內部短路(3)外部短路(4)負極容量不足(5)水分含量過高
  • 鋰電池爆炸處理:要「持續泡水」來阻止自燃反應,等到鋰反應完畢即可滅火。
  • 鋰電池充電注意事項:
    (1)避免在無人看管或夜晚睡覺時充電
    (2)按照說明書的指示進行充電
    (3)充電環境周圍不要有易燃物
    (4)不要在潮濕或高溫的地方充電
    (5)使用原廠充電線
    (6)充電線老舊或破損時要及時更換
    (7)電池有異味或膨脹應立即拔除電源

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