动力锂电池_锂电池的热失控原因及应对措施讲解

2019-12-27 11:49:27 76

锂离子电池发生事故80%是因短路而起,短路后引起电池起火、爆炸事故频现报端动力锂电池安全问题再次被推至舆论的风口浪尖。短路之所以会引致更严重后果与“热失控”现象有关。


  电池材料的热稳定性一直是动力锂电池安全性的重要因素和负极材料相比正极材料能量密度和功率密度低其与电解液的热反应也被认为是电池热失控发展的主要诱因。因此寻找热稳定性较好的正极材料成为动力锂电池的关键。


  从本质上而言,“热失控”是一个能量正反馈循环过程:升高的温度会导致系统变热,系统变热升高温度,这又反过来又让系统变得更热。热失控是很常见的现象,从混凝土养护到恒星爆炸,都有可能会出现热失控。


锂离子电池出现热失控的原因有如下几种:


1、经常过充。


2、环境温度超过60°C。


3、未经授权改装外壳。


4、隔离锂离子电池负极和正极的隔膜出现的撕裂会导致短路,而短路往往又会引起热崩溃。

锂电池加工定制

  参与“热失控”反应的是锂电池中的氧化钴化学物。 加热这种化学物达到一定温度,它开始自发热,然后发展成起火和爆炸。在某些情况下,这种有机电解液释放压力会导致电池破裂。如果暴露在高温环境下,或者是遇到火花,它也有可能会燃烧。


热失控发生的概率与锂电池基数有关,中日韩三国锂电池产量都是逐年增长的,特别是在应用较广的手机/笔记本电脑领域,电池事故发生好象更多一些。2006年到2011年间多家大型电子企业都发生过相关事件,自进入2012年之后,小型电子产品中发生较少,但是在大型应用,比如飞机上的事故却常见报道,这说明了以下现象。


  热失控现象及其强度与锂电池的大小、配置和电池单元的数量有关。小型锂电池组只有几个锂电池单元,所以热失控从有问题的电池单元传播到其他单元的机会相对较低。而波音787巨大的电池组是另外一回事了:它们装在密封的金属盒里,不能排放余热,当一个电池单元热到足以点燃电解质时,其余的电池单元会迅速跟进。


  电池充电时,金属锂的表面沉积非常容易聚结成枝杈状锂枝晶,从而刺穿隔膜,造成正负极直接短路。而且,金属锂非常活泼,可直接和电解液反应放热,其熔点又很低,即使表面金属锂枝晶没有刺穿隔膜,只要温度稍高,金属锂会溶解,从而引发短路。材料发生氧化还原热反应的温度越高,表明其氧化能力越弱,正极材料的氧化能力越强,发生反应越剧烈,也越容易引发安全事故。


  无论大小锂电池组都需要定期保养以延长其寿命,所有的锂离子电池组通常都应该每36个月左右更换一次。而且,每当电量降到20%的时候,你应该对它进行充电,过度放电会损坏锂电池,从而增加“热失控”及其他事故的可能性。

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