构建锂离子电池组-电池着火怎么办？

保护电路

       就像核熔毁一样，电池以自身能量为食，然而，一些先进电池中内置的熔化隔板会在高温下抑制离子流动，从而减慢这一过程。保护电路保护电池免受外界侵害，但一旦发生内部热失控就无法阻止。2006 年召回的电池以及波音 787 中的主船电池和其他事件中的电池通过了所有监管安全要求，但在正常使用和适当的保护电路到位的情况下失效。
       根据 IEC 60079 的规定，电池组或设备中内置的电路会限制电流，以防止形成电火花，电火花可能会点燃炼油厂或化工厂的气体，以及谷物升降机或纺织厂的灰尘。北美的认证由 Factory Mutual、UL、CSA 等进行；欧洲受 ATEX 保护，大多数接受 IEC 60079 标准。
由于电池会释放高能，因此需要一种安全机制来防止短路时造成损坏。最基本的装置是在高电流时断开的保险丝。一些保险丝永久断开并使电池无法使用；其他人则更加宽容和重置。正热系数 (PTC)是一种可重新设置的设备，可在过电流时产生高电阻并恢复正常。

       如果温度升至 90ºC 和/或压力超过设定限制，一些电池将被禁用。所有开关设备都有一个残余电阻，它会导致电池总电阻略有增加，并降低最大电流。电流限制是根据电池的 Ah 额定值设置的；当锂离子电池充电时超过 4.3V/电池，放电时超过 2.2V/电池时，电压限制会起作用。（其他设置可能适用。）进一步的保护层是固态开关，当电流或电压读数超过设定阈值时，它会断开电池。
       进入危险区域的电池必须是本质安全的。这适用于手机、双向收音机、笔记本电脑、相机、手电筒、气体探测器、医疗仪器，包括使用 9V、AA 和 AAA 原电池供电的设备。

 

电池过热时该怎么办

       如果锂离子电池过热、发出嘶嘶声或膨胀，请立即将设备移离易燃材料并将其放在不可燃表面上。如果可能的话，把电池取出来放在室外烧掉。您也可以将设备放在室外并放置至少 6 小时。

       可以像处理任何其他可燃火灾一样处理小的锂离子火灾。为获得最佳效果，请使用泡沫灭火器、CO ₂、ABC 干粉、石墨粉、铜粉或苏打（碳酸钠）。哈龙也用作灭火剂。

       水基产品最容易获得并且是合适的，因为锂离子含有非常少的与水反应的锂金属。水还可以冷却邻近区域并防止火势蔓延。研究实验室和工厂用水来扑灭小型锂离子火灾。

       可以使用含铜材料的水，但这可能无法获得，而且对于消防厅来说成本很高。由于水是无效的，大型锂离子火（例如电动汽车）可能需要熄灭。锂金属电池着火时，只能使用 D 类灭火器。锂金属中含有的锂会与水发生反应，使火势更加严重。仅对锂火灾使用 D 类灭火器。

构建锂离子电池组

       一些消费产品追求纤薄外形，可选择棱柱形或软包电池。构建锂离子电池组首先要估算电压、电流和运行时间要求。如果空间允许，18650 在比能量、安全性和耐用性方面提供最低的成本和最佳性能。

       早期的锂离子电池被认为易碎且不适合高负载。如今，锂基系统与稳健的镍和铅化学制品并驾齐驱。在构建锂离子电池组时，必须审查两种不同的类型。

       能量电池专为提供长时间运行的最大容量而构建。 Panasonic NCR18650B 能量电池在 0.5C（红线）放电时具有非常高的容量，但在 2C（紫线）和两倍额定电流下的持久性较差。Energy Cell 并未向 3V/cell 末端放电线提供 3,200mAh，而是仅提供 2,300mAh；比指定值低 28%。

       成品电池必须经过电气和机械测试，以满足根据 UN 38.3 危险品运输的测试和标准建议手册。这些规则与联邦航空管理局 (FAA)、美国交通部 (DOT) 和国际航空运输协会 (IATA) 协调一致。该认证适用于原电池和二次锂电池，必须满足以下要求：

T1 –高度模拟：在 15,000 米处模拟未加压货舱的低压。
T2 –热测试：通过将电池在 -40°C 和 +75°C 下保持 6 小时来达到极端温度。
T3 –振动：测试模拟运输过程中 7Hz 至 200Hz 长达 3 小时的振动。
T4 –冲击：测试模拟运输过程中在与电池尺寸相关的给定 G 力下的振动。
T5 –过载：以推荐电流的两倍充电 24 小时（仅限二次电池）
T6 –强制放电：与 T7 相同，一次电池和二次电池强制放电。
T7 –外部短路：使用熔断器，在 50°C 下进行短路。外壳不能超过 +170°C。
T8 –冲击：>20mm 圆柱形电池冲击测试；所有 <20mm 的细胞类型都经过压碎测试。

       电池必须通过测试，且测试后 6 小时内不会造成拆卸、起火等危害，但电池组可能会在测试过程中损坏。执行测试的授权实验室需要一组 24 个电池，其中包括 12 个新样品和 12 个已经循环 50 次的样品。IATA 希望确保相关电池适航且具有现场完整性；在测试之前循环包装 50 次会增加一些真实感。

       现有锂电池的过时是增加成本的另一个问题。10,000 到 20,000 美元的高认证成本阻碍了小型制造商将锂离子电池用于小批量产品，企业家可能会选择镍氢，因为这种化学物质不需要相同水平的测试。即使新电池是直接更换的，也需要对背面进行重新认证。监管机构表示，电池批准不能转移到电池组，因为安全确认是针对成品而不是组件。