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動(dòng)力鋰離子電池發(fā)生燃燒或爆炸的原因有什么?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1288次  |  2022年03月26日  

導(dǎo)致動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)發(fā)生燃燒或爆炸的可能原因有:



一動(dòng)力鋰電池(電芯)的放熱副反應(yīng)導(dǎo)致熱失控,引燃電解液和其他可燃物質(zhì);



動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的高壓回路中局部連接抗阻抗過(guò)大,有大電流流過(guò)時(shí)倒至溫度上升達(dá)到著火點(diǎn)溫度,引燃動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部的可燃物質(zhì);



動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)外部發(fā)生燃燒,導(dǎo)致動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部溫度持續(xù)上升,達(dá)到著火點(diǎn)溫度,引燃內(nèi)部的可燃物質(zhì)。



針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的使用的情況分析,第一種情況的發(fā)生概率較高,危險(xiǎn)系數(shù)也較高,電芯的放熱副反應(yīng)導(dǎo)致熱失控是動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)發(fā)生燃燒或爆炸的重要原因。



鋰離子電池內(nèi)部重要放熱反應(yīng)有:



ESI膜的分解,溫度范圍是90~120℃;



負(fù)極與電解液的反應(yīng),溫度達(dá)到120℃以上;



電解液分解,溫度大概在200℃左右;



正極與電解液的反應(yīng),伴隨正極分解析出氧氣,溫度范圍在180~500℃;



負(fù)極與粘結(jié)劑的反應(yīng),大概在240度以上。



電池電芯熱失控(燃燒、爆炸)的根本原因是電芯內(nèi)部的放熱副反應(yīng)導(dǎo)致熱量累積,電芯對(duì)外熱交換的速率小于熱量積累速率,溫度持續(xù)升高,直接達(dá)到著火點(diǎn)溫度,引起燃燒和爆炸。



電芯內(nèi)部的熱過(guò)程遵循能量守恒:Qp=Qe+Qa



公式中Qp為電芯內(nèi)部各種負(fù)反應(yīng)所出現(xiàn)的熱量,Qe為電芯與環(huán)境交換的熱量,也就是散熱,Qa是電信自己吸收的熱量及熱積累。假如Qe≥Qp則Qa為為負(fù)值或零,電芯內(nèi)部溫度不會(huì)上升,不會(huì)出現(xiàn)熱失控;假如Qe<Qpq為,電芯內(nèi)部溫度會(huì)持續(xù)上升,直至達(dá)到熱失控溫度200~300℃。



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