鉅大LARGE | 點擊量:1109次 | 2022年04月08日
簡述鋰離子電池熱失控機理分析和防治
鋰離子電池熱失控的形成過程
鋰離子電池由于內部短路后,內部化學物質反應出現熱量,各個部位材料發生溶解出現熱量,生成氣體,熱量集聚在某一點,最終導致熱失控,電池熱失控中各成分的反應溫度及熱量可以用下圖來表示:
鋰離子電池熱失控可以分為以下幾個階段:
1.電池少量放熱<100℃;
2.電池內部開始發生放熱反應100-130℃;
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%
3.電池隔膜融化130-140℃;
4.正極分解,內部放熱加速140-150℃;
5.隔膜崩潰,電池短路,電池發生熱失控>150℃;
6.熱失控結束。
鋰離子電池熱失控的防治
那么如對鋰離子電池熱失控進行防治呢?針對以上鋰離子電池熱失控的原因和熱量來源,可以通過以下幾個方面進行防治:
1.減少化學反應的放熱量。
2.控制放熱反應速率,降低產熱速度。(合理使用電池,不過充過放、大倍率充放電等等)
3.提高放熱反應發生的溫度。在電解液中加入外加劑可以提高放熱反應起始溫度。如正極保護添加劑、過充保護添加劑、阻燃劑(TMP)等等。
4.改善電池散熱,緩解電池溫升。
5.提高電池本身性能。如采用優質隔膜、采用好的電解液等等。
此外,鋰離子電池的安全裝置也是很關鍵的設計,它可以在鋰離子電池內部壓力過大時打開泄壓閥,將熱量和氣體及時的釋放出來,從而防止了熱量過高導致的著火和氣體太大導致的爆炸等危險情況,從而保證使用設備的安全。