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動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э氐恼T因有什么?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:952次  |  2021年03月19日  

清華大學(xué)歐陽明高教授在會(huì)上分析了動(dòng)力鋰電池熱失控的三種誘因


熱誘因


通俗來講,所謂的熱誘因就是外部高溫環(huán)境,包括外部起火、電池散熱不良等。在外部高溫下,由于鋰離子電池結(jié)構(gòu)的特性,SEI膜、電解液等會(huì)發(fā)生分解反應(yīng),電解液的分解物還會(huì)與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng),電芯隔膜將融化分解,多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量的出現(xiàn)。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路,電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累積的互相增強(qiáng)的破壞用途,其后果是導(dǎo)致電芯防爆膜破裂,電解液噴出,發(fā)生燃燒起火。


試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)電池單體溫度達(dá)到135℃時(shí),隔膜開始融化,電壓下降;150℃電池電壓快速下降;等溫度高達(dá)245℃時(shí),隔膜完全崩潰,電池就會(huì)出現(xiàn)起火爆炸的現(xiàn)象。


電化學(xué)誘因


電池制造雜質(zhì)、金屬顆粒、充放電膨脹的收縮、析鋰等都有可能造成內(nèi)短路。這種內(nèi)短路是緩慢發(fā)生的,時(shí)間非常長,而且不了解它什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)熱失控。若進(jìn)行試驗(yàn),無法重復(fù)驗(yàn)證。目前全世界專家還沒有找到能夠重復(fù)由雜質(zhì)引起的內(nèi)短路的過程,都在研究當(dāng)中。


要解決這個(gè)問題,首先提高制造工藝減少電池制造中的雜質(zhì)。這就要選擇產(chǎn)品品質(zhì)好的電池廠商,其次對(duì)內(nèi)短路進(jìn)行安全預(yù)測(cè),在沒有發(fā)生熱失控之前,要找到有內(nèi)短路的單體。這意味著必須要找到單體的特點(diǎn)參數(shù),可以先從一致性著手。電池是不一致的,內(nèi)阻也是不一致的,只要找到中間有變異的單體,就可以將其辨別出來。具體而言,正常的一個(gè)電池的等效電路和發(fā)生了微短路的等效電路,方程的形式實(shí)際上是相同的,只不過正常單體、微短路的單體的參數(shù)發(fā)生了變化。可以針對(duì)這些參數(shù)來進(jìn)行研究,看其在內(nèi)短路變化中的一些特點(diǎn)。


機(jī)械電氣誘因


碰撞是典型的機(jī)械觸發(fā)熱失控的一種方式,也就是汽車碰撞事故而引發(fā)電池受損。電池受損時(shí)也會(huì)出現(xiàn)內(nèi)短路而引發(fā)熱失控,但是這種短路與電化學(xué)誘因引發(fā)的短路不同,機(jī)械受損一般是瞬間發(fā)生的,對(duì)應(yīng)實(shí)際生活中的突發(fā)事故,強(qiáng)烈的撞擊、翻車、擠壓都可以導(dǎo)致電池在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生機(jī)械損壞。


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