详细介绍锂电池安全的“前因后果”
介绍锂电池类型
锂电池主要有三种类型，包括锂金属电池、锂电池和含有锂金属原电池和锂离子电池的电池。锂金属电池是指利用金属锂作为负极的电池。与它们相匹配的正极材料可以是氧气、单硫和金属氧化物。我们通常谈论的锂电池一般是指锂电池。准确地说，它们是“二次锂电池”。主要材料包括正极、负极、电解液和隔膜。
锂电池结构示意图
解读的主要部分
锂电池
正极
目前主要选用钴酸锂、镍酸锂(多用作三元材料)的正极过渡元素氧化物。、锰酸锂和磷酸铁锂(多用于动力电池)。
锂电池
负极
目前负极主要是碳基材料，多为人造石墨或天然石墨。
锂电池
隔膜
隔膜是电解质的载体，通常是聚乙烯或聚丙烯的单层微孔膜，或者是两者的复合多层微孔膜。隔膜性能决定了电池的内阻和界面结构，从而决定了电池电量、充放电电流强度和循环性能的关键特性。隔膜应具有良好的电子绝缘和隔离性，并具有一定的孔径，以保证锂离子的良好穿透性。
锂电池
电解液
电解液是电池中离子传输的载体，一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正负极之间传导离子，是锂电池获得高电压、高比能的优点。
锂电池工作原理
锂电池按照所谓的“摇椅理论”运行。充放电时，锂离子像摇椅一样在电池的正负极中摇摆，来回进出，所以锂电池也被称为“摇椅电池”。
就拿钴酸锂电池来说，正极是钴酸锂(LiCoO2)，负极是石墨碳(C6)，充电时锂离子是(Li)将碳分子嵌入正极脱嵌，通过隔膜到负极;放电时相反。
锂电池安全
锂电池是一种高能量、长寿命的移动能源，但存在一定的安全隐患。锂电池的性能取决于材料、设计和工艺控制，其安全性是一个综合性问题，应从电池材料系统、结构设计和工艺控制等方面进行处理。
以下因素主要影响锂电池的安全性?
第一，内部因素。主要是内部短路，如正负极片上的微粉或突点刺穿隔膜，造成内部短路;或者粘合剂不合格，导致粉末脱落，导致毛边穿刺，导致内部短路。
第二，外部因素。过度充电是锂电池爆炸的主要原因。此外，外界短路、温度过高、受到外力冲击或挤压也可能导致爆炸。
第三，电池芯的内部结构。这是电池质量的根本，也是电池安全的最后一道防线。高质量的隔膜纸可以分隔正负，避免过度充电。因为孔径小，不容易被刺破。电池过热时，运行有效的限压阀可以及时缓解压力，防止压力过大导致爆炸。
国内外产品标准和指令要求
随着锂电池安全事故的频繁发生，人们对锂电池的安全隐患有了充分的了解，各国纷纷制定健全相关标准或准入指令，控制锂电池质量。
锂电池包装要求
锂电池属于第9类杂项危险货物(包括危险环境物质在内的杂项危险物质和物品)，联合国号涉及UN3090、UN3091、UN3480和UN3481等。在运输锂电池时，有三种包装方式：独立运输，与设备一起运输，并安装在设备上。
符合下列指标的锂电池应根据危险货物申报，并根据相应的包装指南运输。
锂金属电池或锂合金电池，锂含量大于1克，对锂金属或锂合金电池组而言，锂含量总额大于2克。
锂电池，瓦时额定值超过20Wh，对锂离子电池组而言，瓦时额定值超过100Wh。
有关危险货物包装单证件
使用危险货物包装的锂电池应在出口前向当地海关申请出口危险货物包装性能检验和使用鉴定，并取得《出入境货物包装性能检验结果表》和《出境危险货物运输包装使用鉴定结果表》。未经鉴定或鉴定不合格的包装容器的危险货物不得出口。
有关国际危险货物的规定
出口时应符合《联合国关于危险货物运输建议书》的规定，(TDG)、《国际海运危险货物规则》国际海事组织(IMDG)、国际铁路运输危险货物规则(RID)、国际公路运输危险货物协定(ADR)、国际民航组织危险品规则(IATA-DGR)、有关国际危险法规的要求，如联合国《关于危险货物运输的建议书规定范本试验和标准手册》。
根据上述规定锂电池
包装运输的主要要求如下
第一，需要在包装上贴上规定的锂电池标签和标签，电池外壳需要标注Wh值。如果使用危险品包装，联合国UN包装标志、批号、危险品标志、标志、标志等信息应印刷清楚，粘贴牢固，拼写正确。
其次，电池电极不能承受其他电池叠加带来的压力。
第三，木箱和胶合板箱用钉子拧紧时，应固定并紧固，箱体应保持完好，钉尖应倒置，钉尖和钉帽不应突出;瓦楞纸箱应完好无损，密封应平整牢固。用包装带进行二次加固，并紧箍箱体。
第四，每个电池或电池组之间、堆叠电池的上下层之间应分隔不导电材料，以避免接触可能导致同一包装内短路的导电材料。
第五，除非安装在设备上，否则包装件必须能够承受任何方向的1.2m跌落试验，不会损坏包装件中的电池，也不会改变电池的位置，导致电池相互接触，也不会漏出电池自包装件。
第六，锂电池芯或锂电池在倒入外包装前完全包装，其完整包装必须符合II类包装的要求;或者完全包装在包装中，然后与设备一起放入符合II类包装要求的外包装(II类包装要求详细《SN/T0370.1-2021出口危险货物包装检验程序第一部分：总则)。
七是对锂电池安装在其中的商品应采取措施，避免短路意外启动，商品应有效固定，避免因电池移动而造成短路。
第八，锂电池或锂电池组包装在国际规定中的特殊规定。
解读空运新规
自2022年4月1日起，修订的《国际民用航空组织危险品规则》第63版相关独立运输锂电池的规定实施。新规定要求所有空运锂电池包装必须同时标注只有货机标签和锂电池的9类危险货物标签。
对于瓦时额定值不超过20Wh的锂电池芯或瓦时额定值不超过100Wh的锂电池组，应在包装上标注额外的锂电池标记。按照旧规定，仅限于货机标签和锂电池标签的包装将无法继续运输，标签和标签必须符合国际航空运输协会规定的尺寸要求。这种变化不适合航空运输，包括在设备中或与设备一起包装。上述道路、铁路和海运的相关运输法规没有改变。
新规实施后，为了粘贴符合新规要求的标签和标记，小包装的锂电池将不得不改为大尺寸包装，这将为锂电池出口公司增加更多的包装成本和运费，给中国锂电池出口带来一定的不利影响。
保证锂电池的性能安全，海关建议从以下几个方面入手：
尽量使用正规厂家的优质锂电池，严格按照使用说明书，防止过充、大电流放电和极端温度下使用。
出口电池生产企业应关注海外锂电池的相关通知，以此为戒，提高产品质量、法律观念。
3.出口企业要加强对IEC62133-2标准《二次便携式密封锂电池及其制造的便携式电池安全要求》的研究，充分考虑电池设计过程中的持续充电能力，从源头上消除安全隐患。