问题

锂电池用久了容量下降,相较新电池是更危险易爆还是更安全?

回答
关于锂电池用久了容量下降后,是变得更危险易爆还是更安全,这其实是一个挺复杂的问题,不能简单地用“更危险”或“更安全”来概括。咱们得从几个方面来好好聊聊。

首先,得明白为什么锂电池容量会下降。这主要跟电池内部的化学反应和物理结构变化有关。随着充放电次数的增加,电池内部的材料会逐渐发生一些不可逆的变化,比如:

电解液分解: 锂电池里的电解液,说白了就是让锂离子能自由穿梭的“通道”,它不是一成不变的。在充放电过程中,尤其是在高温或者过度充电的情况下,电解液会慢慢分解,产生一些气体,这会导致电池内压升高,膨胀变形。
活性物质损失: 锂离子电池之所以能储存能量,是因为电极材料(正极和负极)能够可逆地嵌入和脱出锂离子。用得久了,这些材料可能会发生粉化、结构损坏,或者与电解液发生副反应,导致能参与充放电的活性物质越来越少,容量自然就下降了。
锂枝晶生成: 特别是在快速充电或者低温充电时,锂离子在负极表面沉积可能不均匀,形成针状的“锂枝晶”。这些枝晶越长越大,有刺破隔膜的风险,一旦隔膜被刺破,正负极之间就会短路,这是非常危险的情况,可能引发热失控。

那么,容量下降之后,情况会怎么样呢?

危险性方面,确实存在一些新的担忧:

1. 内部短路的风险可能增加: 刚才提到了锂枝晶。虽然容量下降本身不是直接导致枝晶生长,但是,长期使用以及某些使用不当(比如过度充放电、高温等)是导致枝晶形成的原因,而这些原因同时也会加速电池的老化和容量下降。如果枝晶已经形成并刺破了隔膜,那么即便电池容量下降了,内部短路的隐患依然存在。当电池在后续使用中受到挤压、穿刺等物理冲击时,这个短路一旦被激活,后果可能更严重,因为电池内部已经不像新电池那样“健康”了。
2. 热失控的诱因可能更复杂: 电池容量下降意味着电池内部的阻抗可能会有所升高。当电池在放电时,电流通过时会产生热量(焦耳热),阻抗越高,产生的热量就越多。如果电池本身已经因为老化而变得不够稳定,再加上因阻抗升高而产生的额外热量,一旦遇到外部触发因素(如过充、过放、短路、碰撞等),就更容易触发“热失控”——一种电池内部温度迅速升高,并可能导致燃烧甚至爆炸的连锁反应。
3. 安全性设计可能被削弱: 现代锂电池都有复杂的安全保护设计,比如PTC(正温度系数热敏电阻)、CID(电流中断装置)、安全阀等。这些设计是为了在异常情况下保护电池。但如果电池已经老化到一定程度,内部结构发生了显著变化,这些保护装置的效能也可能会打折扣,或者在更极端的情况下,性能已经不足以应对新的风险。

另一方面,从某些角度看,容量下降本身也可能“缓解”一些问题(但这不代表更安全):

1. 最大充电电流和放电电流受限: 容量下降通常意味着电池的“健康度”(State of Health, SOH)降低。很多智能设备会根据电池的SOH来限制其最大充电和放电电流,以防止进一步损害电池。这意味着,即使容量下来了,它一次性“吸收”或“释放”的能量就那么多,相比之下,新电池可能还能承受更大的功率冲击。从这个意义上说,它“泄”得没那么猛,可能在某些极端冲击下,反应会慢半拍。
2. 过度充电的危害降低(理论上): 电池容量下降,意味着它能存储的电量少了。理论上,如果继续充电,达到“满电”状态所需的电量也就少了。但实际上,即使容量下降,锂电池的过充保护机制仍然是至关重要的。电池内部的化学反应仍然可能在接近或达到“假满电”状态时发生不良反应,尤其是在保护电路失效或老化的情况下。所以,不能因为容量下降就掉以轻心。

总结来说,锂电池用久了容量下降,整体而言,并不能说它变得更安全。

虽然它一次能存储的能量少了,在某些参数上可能看起来“温和”了些,但更关键的是,容量下降往往是电池内部一系列化学和物理变化的结果。这些变化,比如电解液的分解、电极材料的劣化、甚至潜在的锂枝晶形成,都可能在无形中降低电池的整体稳定性,埋下更多不安全的隐患。

更准确的说法是: 容量下降的电池,就像一位年迈的人,身体机能不如年轻时强健。虽然它不像年轻时那样精力充沛,但也可能更容易受到各种疾病(在此处对应的是各种外部不良因素)的侵袭,一旦生病,恢复的可能性也更小。

因此,我们应该认识到,容量下降的电池,虽然充不满、续航短,但在安全方面,其潜在的风险并没有消失,反而因为内部状态的恶化,可能在某些方面变得更不可预测,潜在的危险性不容忽视。所以,当你的设备提示电池老化严重时,及时更换是更稳妥的做法。

网友意见

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谢邀,

可以做如下简单的理解:

新电池状态下,电芯内部的成分可以用:A+B+C 来描述,

在A+B+C成分下,厂家做了非常多的实现,确认了这个配方组合的安全性能,拿到了一些安规认证。


但是电池使用时间长了,电池内部开始劣化了。

A+B+C中可能B变成了B-

也可能是生成了新的杂质D,变成了A+B+C+D。

但无论哪一种,都不是原来的A+B+C了。

那么劣化后的电池在安全性上也偏离了原先的设计,

不稳定不安全因素会增加。


【所以】旧的锂电池赶紧弄走,别放家里。

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