常見問題
當前位置:首頁 >> 資訊中心 >> 常見問題
鋰離子電池熱失控過程,不同鋰電池熱失控反應一樣嗎?
104 2022-05-06
  鋰離子電池熱失控過程,不同鋰電池熱失控反應一樣嗎?目前汽車動力電池系統的安全問題就是電池成組安全問題。近年發生的汽車動力電池事故均是由于鋰電池組中的某一個電池單體發生熱失控后產生大量熱,導致周圍電池單體受熱產生熱失控。電池組內的熱失控蔓延問題就是電池成組安全問題的主要關注點。
  對于鋰離子電池而言,熱失控是最嚴重的安全事故。鋰離子電池熱失控源于產熱速率遠高于散熱速率,大量的熱量在鋰離子電池內部積累,引起鋰離子電池溫度的快速升高,導致隔膜收縮、熔化,正負極活性物質分解等自發的放熱反應,引起鋰離子電池起火和爆炸。
鋰離子電池熱失控過程:
  電池熱失控都是由于電池的生熱速率遠高于散熱速率,且熱量大量累計而未及時散發出去所引起的。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,系統變熱后溫度升高,又反過來讓系統變得更熱,不嚴格的劃分,電池熱失控可分為三個階段:
1、電池內部熱失控階段
  由于內部短路、外部加熱,或者電池自身在大電流充放電時自身發熱,使電池內部溫度升高到90℃~100℃左右,鋰鹽LiPF6開始分解;對于充電狀態的碳負極化學活性非常高,接近金屬鋰,在高溫下表面的SEI膜分解,嵌入石墨的鋰離子與電解液、黏結劑會發生反應,進一步把電池溫度推高到150℃,此溫度下又有新的劇烈放熱反應發生。
2、電池鼓包階段:
  鋰電池溫度達到200℃之上時,正極材料分解,釋放出大量熱和氣體,持續升溫。250-350℃嵌鋰態負極開始與電解液發生反應。
3、電池熱失控,爆炸失效階段:
  在反應發生過程中,充電態正極材料開始發生劇烈分解反應,電解液發生劇烈的氧化反應,釋放出大量的熱,產生高溫和大量氣體,鋰電池發生燃燒爆炸。
不同鋰電池熱失控反應一樣嗎?:
  在外部加熱時,所有鋰電池都會產生熱失控釋放煙霧和氣體。對于大約一半的工作電芯,在熱失控后約15秒內,積聚在烘箱中的氣體被點燃導致氣體爆炸,并伴隨著主要的煙氣釋放過程。無論是否曾經循環過的電芯,并沒有影響氣體爆炸的發生,它們發生在0-300個全深循環的所有循環老化水平。
  與其他類型的電池相比,鋰離子電池發熱較大,其氣體排放,爆炸、起火的風險更高。這些風險還遠遠沒有被充分理解,而通過研究和事故分析是有可能提高系統安全性的。風險的類型和嚴重程度取決于不同的應用和電池系統的大小。由于電池和模塊故障的可傳播性,隨著電池系統尺寸的增加,故障后果可能會顯著增加。
  鈷酸鋰電池熱失控溫度最高,可達850攝氏度;鎳鈷錳三元鋰電池次之,可達670攝氏度;磷酸鐵鋰電池沒有明顯的熱失控熱性,最高溫度約400攝氏度。熱失控過程的動力性很明顯取決于鋰離子電池的能量,鈷酸鋰電池比能量最高,溫度變化、氣體排出也最劇烈。
  熱失控的因素很多,總的來說分為兩類,內部因素和外部因素。內部因素主要是:電池生產缺陷導致內短路;電池使用不當,導致內部產生鋰枝晶引發正負極短路。外部因素主要是:擠壓和針刺等外部因素導致鋰離子電池發生短路;電池外部短路造成電池內部熱量累積過快;外部溫度過高導致SEI膜和正極材料等發生分解。
  以上就是鋰離子電池熱失控過程和不同鋰電池熱失控的反應。一般熱失控發生之后會往下傳播,比如第一節熱失控之后會有傳熱開始傳播,然后整組像放鞭炮似的一個一個接下來。總之在熱失控擴展和抑制方面,研發人員要從安全保護設計和鋰電池管理系統兩個方面著手。
杏吧论坛亚洲区,乱子伦在线观看韩国,24小时日本免费观看www,yy4880韩国理论片