鉅大LARGE | 點擊量:1548次 | 2020年12月13日
鋰離子電池出現(xiàn)熱失控的原因分析
鋰離子電池事故80%是由于短路引起的,短路引起的電池起火、爆炸事故頻發(fā),鋰離子電池安全問題被推到了輿論的前沿。更嚴重的短路后果與熱失控現(xiàn)象有關。
電池材料的熱穩(wěn)定性一直是影響電力鋰離子電池安全性的重要因素。與陰極材料相比,陽極材料的能量密度和功率密度較低。與電解質(zhì)的熱反應也被認為是電池熱失控發(fā)展的重要誘因。因此,尋找具有良好熱穩(wěn)定性的陰極材料成為鋰離子電池動力的關鍵。
從本質(zhì)上講,熱失控是能量的正反饋循環(huán):溫度升高導致系統(tǒng)升溫,反過來又使系統(tǒng)升溫。熱逃逸是一種常見的現(xiàn)象,可以發(fā)生在任何事情,從混凝土養(yǎng)護到爆炸的恒星。
鋰離子電池熱失控的原因有以下幾點:
1,經(jīng)常超載。
2.未經(jīng)授權(quán)修改shell。
3.環(huán)境溫度超過60C。
4.鋰離子電池正極和負極之間隔膜的撕裂會導致短路,從而導致熱崩潰。
熱逃逸反應涉及到鋰離子電池中的一種叫做鈷氧化物的化學物質(zhì)。當化學物質(zhì)被加熱到一定的溫度時,它開始自發(fā)地升溫,然后發(fā)展成火災和爆炸。在某些情況下,有機電解質(zhì)會釋放壓力,導致電池破裂。假如暴露在高溫下或遇到火花,它也可能會燃燒。
熱失控的可能性與鋰離子電池底座有關。我國、日本和韓國的鋰離子電池產(chǎn)量逐年新增,特別是在手機/筆記本電腦領域,電池事故似乎更頻繁發(fā)生。2006年至2011年,多家大型電子公司發(fā)生了相關事件。自2012年以來,小型電子產(chǎn)品的事故很少發(fā)生,但飛機等大型應用的事故卻頻頻發(fā)生,這說明了以下現(xiàn)象。
熱失控及其強度與鋰離子電池的尺寸、結(jié)構(gòu)和數(shù)量有關。一個小的鋰離子電池組只有幾個鋰離子電池,因此熱量損失從一個有缺陷的電池傳到另一個的機會相對較低。787的巨型電池組則是另一回事:它們裝在密封的金屬盒里,不會釋放出多余的熱量,當一個電池的溫度足以點燃電解液時,其他電池也會迅速跟進。
在電池充電過程中,金屬鋰的表面沉積傾向于聚成支化的鋰枝晶,穿透隔膜,導致正極和負極直接短路。另外,金屬鋰非常活躍,它可以與電解液直接反應釋放熱量,而且它的熔點很低,即使表面的鋰枝晶不刺破膜,只要溫度稍高,金屬鋰就會溶解,造成短路。氧化還原熱反應溫度越高,氧化能力越弱。陽極材料的氧化能力越強,反應越劇烈,發(fā)生安全事故的可能性越大。
所有尺寸的鋰離子電池都要定期保養(yǎng)以延長使用壽命,一般每36個月左右就要更換一次鋰離子電池。更重要的是,你應該每次充電下降到20%的時候充電。過量放電會損壞鋰離子電池,新增熱失控等事故的可能性。
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