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      動力鋰電池熱失控的原因

      添加時間:2019-09-28 14:12:07   瀏覽次數: 次    【 】   打印   關閉窗口

       (1)機械濫用
        主要發生在汽車碰撞時,由于外力的作用,鋰電池單體、電池組發生變形,自身不同部位發生相對位移,導致電池隔膜被撕裂并發生內部短路; 易燃電解質泄漏最終引發起火。在機械濫用中,穿刺傷害最為嚴重,它可能會導體插入電池本體,造成正負極直接短路。相比之下,碰撞、擠壓等,只是概率性的發生內短路,穿刺過程熱量的生成更加劇烈,引發熱失控的概率更高。
       
       (2)電濫用
        電濫用主要是對電池的使用不當造成的,有外部短路、過度充電和過度放電幾種類型。其中,過渡放電導致的危害最小,但是由于過放造成的銅枝晶的增長會降低電池的安全性從而增加熱失控的幾率。外部短路是在兩個存在壓差的導體在電芯外部接通導致的結果,當外部短路發生時,電池產生的熱量無法很好的散去時,電池溫度也會隨之上升,高溫觸發熱失控。
      過度充電是電濫用中危害最高的一種。由于過量的鋰嵌入,鋰枝晶在陽極表面生長。其次,鋰的過度脫嵌導致陰極結構因發熱和氧釋放而崩潰(NCA陰極的氧釋放)。氧氣的釋放加速了電解質的分解,產生大量氣體。由于內部壓力的增加,排氣閥打開,電池開始排氣。電芯中的活性物質與空氣接觸以后,發生劇烈反應,放出大量的熱,從而引發電池包的燃燒起火。
       
       (3)熱濫用
        熱濫用主要指在電池中的局部過熱,很少獨立存在,往往是通過機械濫用和電氣濫用發展而來,并且是最終直接觸發熱失控等事故的一種情況。熱濫用一般多為外部環境高或者在溫度控制系統不起作用下導致的電池熱量過高從而造成的短路,從而引發熱失控。從原因上說,熱濫用的原因是最為復雜的,電池包的碰撞、損壞,電池內部的結構、性能或是其他熱管理系統、空調系統的失靈都可能導致熱濫用的發生。
       
       (4)內部短路
        內部短路是由電池的正負極直接接觸,當然接觸的程度不同,引發的后續反應也差別很大,通常由機械和熱量濫用引起的大規模內部短路將直接導致熱濫用。引發內部短路原因同樣復雜,比如鋰離子電池過度充電,枝晶積累到一定程度導致刺穿電池隔膜,從而發生內部短路 或是碰撞、穿刺傷害之后直接導致正負極接觸而導致熱失控。與外部因素產生的內部短路相比,源于電池制造過程中自發的缺陷而引起的內部短路,程度比較輕微,先天內部短路產生的熱量很少,并不會立即觸發熱失控。而且這種內在缺陷會經過一段時間才會演化為程度較輕的內短路。
       
      動力鋰電池
      動力鋰電池
       

       


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