将锂离子放电至0V是否安全?


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首先:我知道完全放电的电池会永久损坏。我知道它会经历不可逆的化学变化。我知道如果您尝试充电,它可能会爆炸。但这与我的问题根本不相关:

将锂离子放电至0V并随后永久短路是否安全?

这个问题的重点是:我确实回收了许多旧电池(智能手机,笔记本电脑等),当然,我还必须不时处置其中的一些电池。但是在处置它们之前,我必须将它们存储起来……我个人希望将它们存储在尽可能最安全的状态。

使用它们所使用的设备将它们“放电”至〜3V仍可保存电池中的大量能量。如果我用〜3V的电压存储它,并且说不小心在它上面钉了一个大钉子,它可能仍然会爆炸。

将其放电至0V并将其短路,我感到非常安全-至少我是这么认为的。这确保了其中没有电能,因此没有短路电流可能会使它爆炸。但是,我对电池中的化学变化一无所知,而如果放电至0V(短路)的电池可能被钉子损坏甚至被其自身炸毁,则可能会发生什么。

那么,将锂离子电池放电至0V并使其短路安全吗?它是否比剩下3V电荷还要好(如果您知道如何正确放电的话)?

谢谢!


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我没有任何消息来源,所以我只想发表评论,但是据我所知,必须进行受控的完全排放以进行处置,因此绝对安全。
弗拉基米尔·克拉韦罗(Fladimir Cravero)

我也没有任何消息来源,但是这些细胞不会短路,直到它们带有某种负电荷。将它们排放到0V并不会破坏它们,您必须不断迫使电流流过电池。
奥斯卡·斯科格

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如果电池是s / c,则部分充电的电池将反向驱动完全放电的电池。这是不好的,并且可能导致泄漏,爆裂和理论上的爆炸。单元格可以s / c存储。尽管如此,最好将电池与高阻抗放电带一起存放,并简单地接受认为存放大量锂离子并非没有风险,应格外小心。运输之前,请给电池盖上盖子并使其绝缘:请勿随带放电带。
大卫

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如果单独对每个电池放电,并确保电流不会过大,那将是安全的。至少我从未听到过相反的声音。我当然已经做过,并且没有任何问题。
mkeith

Answers:


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使用它们所使用的设备将它们“放电”至〜3V仍可保存电池中的大量能量。

在3V电压下,锂离子电池几乎没电了。

在该图中,两个800mAh电池以各种速率放电。在0.1A时,3.0V时几乎没有剩余容量。即使在1A时,它们也有99%放电。

在此处输入图片说明


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尽管正确,但这不能回答有关0伏电池安全性的问题。
山姆·斯派德

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OP担心,放电至3V或更低的电池可能仍会保留足够的电量以“爆炸”。该图表明,即使在3V电压下,剩余电量也可以忽略不计(如果电池以合理的速率放电)。我已经通过凿凿凿过大量Lipo电池的实验来证明了这一点,这些Lipo电池每个电池放电至3V或以下(当我通过忘记放电的电池凿凿时,这真令人讨厌-不会再犯错误! )。
Bruce Abbott

我不会问你为什么要用电池凿,但我同意并相应地赞成。
山姆·斯派德

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零伏问题

安全地将理想的电池降至零伏是不可能的。由于内部化学物质,电池不能降至零伏。在标准用法中,即使将端子接线在一起,也不能将电压降至2伏以下。每个电池的电池电压在3.8至2.4伏之间变化。随着电压下降,内部电阻上升。内部电阻越高,短路时的电流越低。我个人不确定锂离子电池的最低安全电压是多少,但是随着电压接近该下限,电流将降至几乎为零。有关更多详细信息,请参见本文结尾。

注意:以上内容适用于完美世界中的完美电池。实际上,短路后会很快严重损坏电池。此时,内部电阻,电流和半电池之间的能量差将不再重要。

在此处输入图片说明

(我知道这张图是碱性的,我找不到锂离子电池的图,我向你保证它看起来一样)

安全电池是废电池,废电池和废电池约为2伏。

如果您将电压降至零,我可以告诉您,您所做的不只是中和电池,还从根本上改变了电池的结构。锂离子敏感而挑剔。我无法猜测0V电池内部到底发生了什么,但是我可以向您证明它永远无法到达那里(请参阅结尾),并且事实已经表明您的电池现在处于不安全状态。

我喜欢另一个答案说的:2伏特时,内部能量约为0。这是事实,也是思考它的好方法。

我可以采取哪些安全措施?

至于存储,我知道要安全地存储它们。如果您有疑虑,可以采取两种措施来防止烟雾和火灾。

为防止烟雾,请将其存放在通风良好的地方或密封的容器中。锁定n锁定效果很好。

为了防止火灾,在顶部和底部均铺有一块瓷砖或铺路石的煤渣块效果很好。

关于电能,我可以告诉您,除非您谈论的是绝对庞大的电池,否则电池中的电能是相对较小的危险。化学物质的挥发性是您最大的担忧。

总而言之,短路电池绝不是一个好主意。锂离子电池的设计存储电压为2-4伏。按照设计使用目的使用它们。

为什么我不能将其降至零伏?

电池由两个半电池组成。一个半电池包含溶解的和固体的反应物A,另一个溶解的和固体的反应物B。电子从反应物A到反应物B的转移将导致A溶解并与盐键合,并导致B从盐中脱离。固化。对于任何给定的化学反应,都有一定数量的相关能量。

氢半电池的电势为0伏,锂半电池的电势为-3.04伏,钠半电池的电势为-2.71伏。看到这里更多。

我们看到电压随着电池放电而下降的原因是半电池中化学物质的可用性下降,这意味着电子将很难从一个半电池中的任何位置到达需要放置在半电池中的位置。另一半细胞。想象一下,我们有两个半电池,每个电池的大小都像一个易拉罐,一个原子中有一个溶解的反应物A,另一个原子中有一个固体反应物B,你可以想象您不会承受如此高的电压,反应的大部分能量将仅用于使电子到达正确的位置而被消耗。

随着电池放电,这种稀有的反应物意味着电子必须做更多的工作才能从一个电池到达另一个电池。这表现为增加内部电阻降低CURRENT在维持额定电压为代价。我想我可能会毫不客气地承认,经过数十亿年的连接,当使用A的每个原子时,都有可能将电压降到零,但是此时的内部电阻将变得很小,而电流却变得很小。小。只需说几分钟或几小时,您便可以得出约2伏的标称电压。

我感到有必要澄清一下,我知道这与经验数据不符(即,通过将电池连接在一起,电压可以降至零)。我明白那个。电池已因为严重损坏而停止运行。

还是不服气...

好的,您有此方案可以缓慢消耗功率。您不能,或者更确切地说,您已经拥有了。一旦达到某个下限(接近2伏),您就无法再从电池汲取大量电流。仅剩下ppm浓度的反应物,并且没有足够的反应物产生大量电流。在恒定电流下测量锂离子电池的电阻时,请进行测量。我在网上搜索了该图,发现只有碱性电池,但是该图与锂离子电池相同。随着绘制的越来越多,内部阻力将达到垂直渐近线,并逐渐增大到无穷大。

在那之后实际发生了什么?当您尝试从电池中汲取超过实际能量的电量时,会发生什么?我不知道。变量太多,无法准确预测可能发生的反应,破坏等。我只能告诉您的是,电池中的电流量有限,但是电流总是在恒定电压下流出。

总是以恒定电压供电的想法似乎让您感到困扰,所以我请您这样思考:2个9伏电池比汽车电池具有更多的电压。此外,您可以并联100个汽车电池,但仍只能获得12伏电压。

这是因为电池电压是反应的函数:电池中的两种化学物质。如果您制作的汽车电池芯的体积为cylo,则为2伏,因为反应为2伏。如果您将汽车电池制作成一角钱的大小,那将是2伏,因为反应是2伏。因为给定的电子从A点移动到B点时会释放一定量的能量。

也就是说,它能够一次推出多少个电子是大小和容量的函数。随着电池“失效”,随着反应物用完,它将能够推动越来越少的电子。在十亿年内,它将只剩零个反应物,但是没有发生的反应仍然是〜3伏特反应。

NmC

NmC1×1012

我理解这个概念很难理解,并且很容易想到电池电压与电池的大小以及百分比值的“充满”程度有关。但是,这不能准确反映电池的工作方式,否则电池的工作方式与电化学的基本原理矛盾。

如果此时您仍然不敢相信,我必须建议您参加电化学课程,Wikipedia页面将非常有帮助,并且我确信有大量有关该主题的YouTube教程。

但是我尝试了这个,没有问题!

凉。但是问题不是“可以安全地完成吗?” 当然,也许有某种方法可以使锂离子电池处于零伏而不散发烟气(据记录,在您生病之前,您可能无法检测到)。问题不是在物理上是否可以进行爆炸而没有问题,而是关于安全性的问题。尽管您可以做到这一点,尽管在某些情况下它可能是安全的,但它并不比简单地将其保持在2伏特更安全,我认为这会涉及更多的风险。

最终,这取决于您,但是我可以想到许多原因,以这种方式给电池放电是不安全的,而且这样做没有任何好处。

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如果您将电阻器连接在电池端子两端很多天,那么我可以保证您的电压将逐渐接近零伏。要么这样做,要么您将因发明无限能量来源而获得诺贝尔奖。
mkeith

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您为什么认为2V锂电池比0V锂电池安全得多?
Chupacabras

添加了更多细节。希望更新后的答案更加清晰。
山姆·斯派德

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假设我通过依次连接上下电阻来使电池放电。在任何情况下,我都不允许流过大电流(始终小于1C)。最终,我下降到一个1 mOhm的电阻,我们可以认为这是短路。我把电池短路了两三天。您认为两三天后的短时间内电流仍在流动吗?您认为取消短路后电压会反弹到2V吗?您是否有任何支持这一想法的参考?
mkeith

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答案中的第三句话说:“在标准使用中,即使将端子接线在一起,也不能将电压降至2伏以下。” 我认为这是荒唐的,反事实的,因此值得一票。根据我的经验,我不认为我是个混蛋,但大多数混蛋都不是。
mkeith

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几乎每个锂离子电池都以铜作为阳极集电器。当铜由于高放电而暴露于高阳极电压时,铜溶入电解质中,从而引起内部电阻上升。如果放电确实很深(例如,使电池短路两天左右),则电池将变成无用的电阻(从端子上看到)。但是,您始终会看到开路电压有所恢复。一旦电池深度放电,我将采用永久短路作为最安全的条件。

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