鉅大LARGE | 點擊量:895次 | 2021年02月25日
鋰離子電池組著火重要有什么原因?
近年來,一些電子廠頻頻發(fā)生火災和爆炸,鋰離子電池的安全問題已成為消費者最關心的問題。
以下是鋰離子電池起火的五大原因:
一.外部短路
外部短路可能是由于操作不當或誤用所致,由于外部短路,電池放電電流很大,會使鐵芯發(fā)熱,高溫會使鐵芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞,造成內(nèi)部短路,造成火災。
二.內(nèi)部短路
由于內(nèi)部短路現(xiàn)象,電芯的大電流放電出現(xiàn)大量熱量,燒毀膜片,出現(xiàn)較大的短路現(xiàn)象,從而出現(xiàn)高溫,使電解液分解為氣體,導致內(nèi)部壓力過大。當核心的外殼無法承受這種壓力時,核心就會著火。
三.過充
當鐵心過充時,鋰從正極的過度釋放會改變正極的結(jié)構(gòu),過多的鋰容易被插入負極,也容易造成鋰沉淀在負極表面,當電壓超過4.5V時,電解質(zhì)分解出現(xiàn)大量氣體。所有這些都會引起火災。
四.水份含量過高
水可以與內(nèi)核中的電解質(zhì)反應生成氣體。充電時能與所出現(xiàn)的鋰發(fā)生反應,出現(xiàn)氧化鋰,造成芯部容量損失,極易造成芯部過充出現(xiàn)氣體。水的分解電壓低,充電時容易分解成氣體。當這些氣體出現(xiàn)時,堆芯的內(nèi)部壓力會新增,當堆芯的外殼不能承受這些氣體時。那時,核心會爆炸。
五.負極容量不足
當負極相對正極的容量不足,或根本沒有容量時,充電時出現(xiàn)的部分或全部鋰不能插入負極石墨的層間結(jié)構(gòu),會沉積在負極表面。突起的樹突,在下一次裝藥時,這個突起的部分更加有可能引起鋰沉淀。經(jīng)過數(shù)十到數(shù)百輪的充電和放電,樹突將會長大,并最終刺穿隔膜紙,使內(nèi)部短路。
鋰離子電池起火的原因
引起鋰離子電池著火的本質(zhì)是電池內(nèi)的熱量未能按照設計的意圖進行釋放,引起內(nèi)外燃燒物的燃點后起火,引起的原因重要有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。
1、內(nèi)部短路:由于電池的濫用,如過充過放導致的支晶、電池生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)灰塵等,將惡化生成刺穿隔膜,出現(xiàn)微短路,電能量的釋放導致溫升,溫升帶來的材料化學反應又擴大了短路路徑,形成了更大的短路電流,這種互相累積的互相增強的破壞,導致熱失控。
2、外部短路:以電動汽車為例。實際車輛運行中發(fā)生危險的概率很低,一是整車系統(tǒng)裝配有熔斷絲和電池管理系統(tǒng)BMS,二是電池能承受短時間的大電流沖擊。極限情況下,短路點越過整車熔斷器,同時BMS失效,較長時間的外部短路一般會導致電路中的連接薄弱點燒毀,很少導致電池發(fā)生熱失控事件。現(xiàn)在,比較多的PACK公司采用了回路中加熔斷絲的做法,更能有效的防止外短路引發(fā)的危害。
3、外部高溫:由于鋰離子電池結(jié)構(gòu)的特性,高溫下SEI膜、電解液、EC等會發(fā)生分解反應,電解液的分解物還會與正極、負極發(fā)生反應,電芯隔膜將融化分解,多種反應導致大量熱量出現(xiàn)。隔膜融化導致內(nèi)部短路,電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累計的互相增強的破壞用途,其后果是導致電芯防爆膜破裂,電解液噴出,發(fā)生燃燒起火。
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