鉅大LARGE | 點擊量:1077次 | 2021年04月01日
鋰離子電池組發熱失控的原因是什么?
鋰離子電池組發熱失控原因
動力鋰電池工作后是必然要發熱的,常態下是可控的,但是非常態下會失控。假如失控,必然會發生火災。技術上必須要搞清楚,對失控原因分析是必須的。歸納起來,有內、外2個方面的基本原因:
(1)外因:過充電觸發熱失控、外力導致熱失控、過熱觸發熱失控;
(2)內因:電池內部短路觸發熱失控。
參與熱失控反應的是鋰離子電池中的氧化鈷化學物。加熱這種化學物達到一定溫度,它就開始自發熱,然后發展成起火和爆炸。在某些情況下,這種有機電解液釋放壓力會導致電池破裂。假如暴露在高溫環境下,或者是遇到火花,它也有可能會燃燒。
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%
從本質上而言,熱失控是一個能量正反饋循環過程:升高的溫度會導致系統變熱,系統變熱升高溫度,這又反過來又讓系統變得更熱。熱失控是很常見的現象,從混凝土養護到恒星爆炸,都有可能會出現熱失控。
熱失控現象及其強度與鋰離子電池組的大小、配置和電池單元的數量有關。小型鋰離子電池組只有幾個鋰離子電池單元,所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了:它們裝在密封的金屬盒里,不能排放余熱,當一個電池單元熱到足以點燃電解質時,其余的電池單元就會迅速跟進。
電池充電時,金屬鋰的表面沉積非常容易聚結成枝杈狀鋰枝晶,從而刺穿隔膜,造成正負極直接短路。而且,金屬鋰非常活潑,可直接和電解液反應放熱,其熔點又很低,即使表面金屬鋰枝晶沒有刺穿隔膜,只要溫度稍高,金屬鋰就會溶解,從而引發短路。材料發生氧化還原熱反應的溫度越高,表明其氧化能力越弱,正極材料的氧化能力越強,發生反應就越劇烈,也越容易引發安全事故。
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