鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2407次 | 2020年10月02日
鋰離子電池的濫用下的熱失控因素有什么?
鋰離子電池的濫用,一般指由于意外事故或者管理系統(tǒng)故障造成對(duì)電池不恰當(dāng)?shù)氖褂?。常?jiàn)的類(lèi)型包括:過(guò)度充電,高溫環(huán)境,外部短路和外部用途造成的內(nèi)短路。
過(guò)充電,有研究者認(rèn)為,在過(guò)充條件下的熱失控發(fā)生溫度,取決于正極材料失去過(guò)多的鋰離子以后,其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;但也有研究指出,過(guò)多的鋰單質(zhì)無(wú)法嵌入負(fù)極而沉積在負(fù)極表面,鋰枝晶不斷生長(zhǎng),一方面刺破隔膜造成局部短路,另一方面鋰單質(zhì)與電解液發(fā)生反應(yīng),放出大量的熱。總之,過(guò)充電是鋰離子電池火災(zāi)的一個(gè)重要源頭。
高溫環(huán)境,比如烈日下的汽車(chē)內(nèi),溫度可以高達(dá)130℃至150℃。在這樣的溫度下,鋰離子電池內(nèi)部可能出現(xiàn)幾個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)。首先是負(fù)極SEI膜的溶解,這個(gè)過(guò)程一般被認(rèn)為是自生熱的開(kāi)始。另外一個(gè)因素是一些質(zhì)量一般的隔膜,在這個(gè)溫度開(kāi)始局部融化收縮,隔膜的破損將是大規(guī)模內(nèi)短路的開(kāi)始。
外部短路,研究人員把鈷酸鋰單體電芯進(jìn)行直接短路,電芯溫度快速上升至70℃到80℃之間,電量被耗盡。文獻(xiàn)推斷,假如是大規(guī)模成組電芯的短路,散熱條件沒(méi)有單體好,則溫度會(huì)進(jìn)一步升高,甚至出現(xiàn)熱失控。
內(nèi)短路,這個(gè)名字用在這里,特指由于擠壓針刺等外部原因造成的電池內(nèi)部短路。由于外力用途的隨機(jī)性,可能出現(xiàn)的短路包括以下四種情況:正極集流體鋁箔與負(fù)極材料短路,正極材料直接與負(fù)極材料短路,正極集流體鋁箔與負(fù)極集流體銅箔短路,正極材料與負(fù)極集流體銅箔短路。研究結(jié)論,負(fù)極材料與正極集流體鋁箔短路情形最為兇險(xiǎn),由于阻值小,短路電流大,散熱不利,這種情形最易發(fā)生起火事故。
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