鉅大LARGE | 點擊量:8670次 | 2021年04月22日
鋰電池為什么會動不動就起火自燃?
我們經(jīng)常看到一些由鋰電池引起的安全事故,給人印象最深刻的莫過于鋰電池產(chǎn)生的爆炸、起火。一臺帶有50度電的電動車如果完全失控起火,釋放出的能量高達1.8億焦耳,相當(dāng)于43公斤TNT炸藥釋放的能量。
鋰電池起火自燃的直接誘因是電池的熱失控,所謂熱失控,是指電池受各種刺激引發(fā)了內(nèi)部短路,導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高上千度,易燃的電解液沸騰、噴出,接觸空氣后就會燃燒。
目前,電池內(nèi)短路主要有三種誘因,機械失控、電化學(xué)失控以及溫度失控。
在機械失控中,最常見的就是電池受擠壓或者針刺發(fā)生破損,這會導(dǎo)致電池隔膜被刺穿,正負極板直接連通造成內(nèi)部短路,放出巨大的熱量。
最典型的例子就是近日深圳市發(fā)生的一起電動貨車追尾校車事故,追尾導(dǎo)致貨車的電池包被過度擠壓,發(fā)生大面積內(nèi)短路,最終貨車被燒成了空殼。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
如果電池布局不合理,長時間使用后也會出現(xiàn)問題,當(dāng)年使用三星SDI鋰電池的NOTE7,因為留給電池的空間太小,外部負極板遭到擠壓變形出現(xiàn)短路,最終使得NOTE7發(fā)生了多起自燃事故。
電化學(xué)失控的原因有很多,電池質(zhì)量不好就是一個重要誘因。還是這臺NOTE7,當(dāng)SDI鋰電池出問題后,把產(chǎn)能都壓到ATL鋰電池上。急速地提升產(chǎn)能,導(dǎo)致這批電池的質(zhì)量下降,電池內(nèi)部負極銅板上粘附的碎屑和毛刺含量超標(biāo),在電池充放電過程中,大量銅金屬的碎屑和毛刺混進電解液中,極易把隔膜戳穿,造成內(nèi)部短路。
而在電動車上,過度充電和大電流快充就是誘發(fā)電化學(xué)失控的“罪魁禍首”。
當(dāng)電動車使用了不合規(guī)的充電樁,充電樁有可能會輸出鋰電池?zé)o法承受的大電流,在電池內(nèi)部,充電速度太快,會讓鋰離子在負極的表面形成像樹枝一樣的枝晶,這些枝晶像針尖一樣又細又硬,當(dāng)枝晶生長到一定的長度,就會戳破隔膜誘發(fā)內(nèi)短路。
不僅如此,充電樁不合規(guī)還有可能過度充電,當(dāng)電池滿電后繼續(xù)充電,電池負極就會塞進更多的鋰離子,當(dāng)超過負極的最大承受能力時,就會出現(xiàn)坍塌,輕則造成電池鼓包,重則導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生短路。近期在東莞發(fā)生的一起電動車起火事件,很有可能與過充和快充都有關(guān)系。
而要說到溫度失控,主要原因就是鋰電池非常怕熱,當(dāng)鋰電池在高溫下進行充放電時,正負極片會和電解液發(fā)生額外的反應(yīng),放出氧氣和額外的熱量。多重?zé)崃康臎_擊,很容易造成隔膜的熔解,進而出現(xiàn)大面積短路?,F(xiàn)在已經(jīng)是夏季,很多電動車在烈日暴曬下充電,如果本身散熱不給力,很容易導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控起火。
電池爆燃非常危險,嚴重時甚至?xí){生命,因此汽車和手機廠家也想出了很多辦法來保護電池。
在手機這類3C電池領(lǐng)域,自從NOTE7發(fā)生爆炸后,使用的鋰電池基本都從鋰離子電池轉(zhuǎn)向了鋰離子聚合物電池,將之前鋰電池中易燃的液態(tài)電解液換成了凝膠狀的電解液,更換之后即便是電池被戳破,最多就是鼓包,也不會發(fā)生爆燃。
而在電動車上面,由于凝膠狀的動力電池暫時達不到裝車要求,只能想辦法盡可能的保護好電池。
鋰電池怕被戳、被擠,那么在電池包的外部就加上了防撞材料,底部抹上了防刮涂層。
鋰電池怕快充和過充,那就做好電池管理系統(tǒng),實時控制充放電的電流,監(jiān)控每一節(jié)電池的健康。
鋰電池還怕熱,那就為鋰電池做一套液冷系統(tǒng),保證夏天也不會過熱。
在最新的國家標(biāo)準中,電動車鋰電池發(fā)生熱失控后,要做到5分鐘內(nèi)不起火、不爆炸。如果你乘坐的電動車不幸起火了,迅速捂住口鼻,想辦法抓緊下車,并離開電動車超過15m以上,不要企圖去滅火,你才有機會在電池起火后絕地求生。