鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2019年12月20日
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鋰離子電池起火的原因分析
作為純電動(dòng)汽車的能量來(lái)源,鋰離子電池起火的主要原因主要是電池過(guò)熱而造成的熱失控,這種過(guò)熱在電池充放電過(guò)程中最容易發(fā)生。由于鋰離子電池自身具有一定的內(nèi)阻,在輸出電能為純電動(dòng)提供動(dòng)力的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,使得自身溫度變高,當(dāng)自身溫度超出其正常工作溫度范圍間時(shí)將會(huì)損害整個(gè)電池的壽命和安全。純電動(dòng)汽車中,動(dòng)力電池系統(tǒng)是由多個(gè)動(dòng)力電池單體電芯構(gòu)成,在工作過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱聚集在狹小的電池箱體內(nèi),如果熱量不能夠及時(shí)地快速散出,高溫會(huì)影響動(dòng)力電池壽命甚至出現(xiàn)熱失控,從而引發(fā)起火爆炸等事故。從原理上說(shuō)熱失控的原因主要有以下四個(gè)方面:
(1)機(jī)械濫用
主要發(fā)生在汽車碰撞時(shí),由于外力的作用,鋰電池單體、電池組發(fā)生變形,自身不同部位發(fā)生相對(duì)位移,導(dǎo)致電池隔膜被撕裂并發(fā)生內(nèi)部短路;易燃電解質(zhì)泄漏最終引發(fā)起火。
(2)電濫用
電濫用主要是對(duì)電池的使用不當(dāng)造成的,有外部短路、過(guò)度充電和過(guò)度放電幾種類型。其中,過(guò)渡放電導(dǎo)致的危害最小,但是由于過(guò)放造成的銅枝晶的增長(zhǎng)會(huì)降低電池的安全性從而增加熱失控的幾率。
(3)熱濫用
熱濫用主要指在電池中的局部過(guò)熱,很少獨(dú)立存在,往往是通過(guò)機(jī)械濫用和電氣濫用發(fā)展而來(lái),并且是最終直接觸發(fā)熱失控等事故的一種情況。
解決動(dòng)力電池?zé)崾Э氐闹饕椒?/p>
針對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐那闆r,目前國(guó)內(nèi)主流的解決方法主要從外部保護(hù)和內(nèi)部改進(jìn)兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。外部保護(hù)主要是指系統(tǒng)方面的升級(jí)改進(jìn),內(nèi)部改進(jìn)是指針對(duì)電池本身進(jìn)行提高。
(1)冷卻方式的提升
熱管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制溫度,確保電池一直處在一個(gè)合理的運(yùn)行溫度下。通常,熱管理系統(tǒng)由整車控制器控制,在電池包溫度異常時(shí),通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)散熱或者加熱,保證電池安全以及壽命。電池的散熱方式根據(jù)導(dǎo)熱方式和介質(zhì)的不同而分為四項(xiàng):空氣冷卻(風(fēng)冷)、液體冷卻(水冷)、相變材料(固體)、和結(jié)合冷卻(風(fēng)冷/水冷+固體冷卻)幾種。
(2)內(nèi)部材料及結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
內(nèi)部改進(jìn)即從電芯內(nèi)部的材料結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造,從而使電池具備更好的耐熱、散熱性能。以目前的研究熱點(diǎn)來(lái)說(shuō),發(fā)展固態(tài)電解液;對(duì)正負(fù)極進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造