鉅大LARGE | 點擊量:1044次 | 2021年02月25日
為何鋰離子電池會著火?
為何鋰離子電池會著火?
充電速度過快
鋰離子的移動速度是有限的,一旦超出,便會變得不穩(wěn)定,比如短路。雖然目前包括高通等公司均積極推廣快速充電技術(shù),但充電速度要符合鋰離子的極限、并通過一些技術(shù)創(chuàng)造穩(wěn)定的環(huán)境,防止短路現(xiàn)象發(fā)生。假如這個環(huán)節(jié)沒有處理好,短路便會加熱電解質(zhì)溶液,電池就會起火了。
熱失控的演變過程
當(dāng)鋰離子電池組的溫度過高達(dá)到不可控的時候,就是所謂的熱失控狀態(tài),在電池達(dá)到熱失控的時候才會出現(xiàn)自然、爆炸等極端事故。
溫度過高
假如將鋰離子電池暴露在高溫環(huán)境或者電池內(nèi)部原件被破壞都會新增電池著火、爆炸的風(fēng)險。
過充過放
鋰離子電池過度充電會導(dǎo)致導(dǎo)致電解液發(fā)熱并分解出現(xiàn)氣體,氣體在密封的電池內(nèi)部形成壓力,導(dǎo)致鋰離子電池膨脹,膨脹過程假如隔膜破裂,正負(fù)極接觸就會導(dǎo)致短路并起火。同樣,外部大功率過放電也會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱并膨脹,出現(xiàn)和過充類似的破壞過程導(dǎo)致起火。
鋰離子電池充電時,當(dāng)電壓升高時,由于正極及負(fù)極變成極為強烈的氧化還原狀態(tài),因此材料容易不穩(wěn)定化。
(1)過充電。超過規(guī)按時間的充電就叫過充電,因電池發(fā)熱及電解質(zhì)出現(xiàn)可燃性氣體。一般來說,在過充電的電池內(nèi)部,首先發(fā)生電解液和負(fù)極的還原反應(yīng),然后是電解液的熱分解"電解液和正極之間的
氧化分解"負(fù)極的熱分解"正極的熱分解"最后因隔離板的熔融流動造成內(nèi)部短路。
正極:因電解液的氧化"結(jié)晶構(gòu)造的破壞而發(fā)熱。
負(fù)極:金屬鋰的析出。
(2)過放電。過于放電就叫過放電,與過充電相同會發(fā)熱。
正極:鈷的熔析。
負(fù)極:集電體(銅)的熔析。
總之,無論哪種情況,因發(fā)熱使得電極、電解質(zhì)、隔離板發(fā)生熔融,導(dǎo)致內(nèi)部短路。此時出現(xiàn)的焦耳熱四處擴散,最終碰到可燃性的電解液(或者是出現(xiàn)的可
燃性氣體)著火。
因火災(zāi)等從外部被加熱時,在電池內(nèi)部,正極材料、電解液、負(fù)極材料單獨并相互出現(xiàn)發(fā)熱反應(yīng)。隔離板熔融,電極短路,此時的焦耳熱開始四處擴散。
另外,由于受外部沖擊,各電極的絕緣體及隔離板破損當(dāng)時,雖不至于著火,但充電時有時會發(fā)生內(nèi)部短路并著火。
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