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锂离子电池出现热失控的原因分析

钜大LARGE  |  点击量:1416次  |  2020年12月13日  

锂离子电池事故80%是由于短路引起的,短路引起的电池起火、爆炸事故频发,锂离子电池安全问题被推到了舆论的前沿。更严重的短路后果与热失控现象有关。


电池材料的热稳定性一直是影响电力锂离子电池安全性的重要因素。与阴极材料相比,阳极材料的能量密度和功率密度较低。与电解质的热反应也被认为是电池热失控发展的重要诱因。因此,寻找具有良好热稳定性的阴极材料成为锂离子电池动力的关键。


从本质上讲,热失控是能量的正反馈循环:温度升高导致系统升温,反过来又使系统升温。热逃逸是一种常见的现象,可以发生在任何事情,从混凝土养护到爆炸的恒星。


锂离子电池热失控的原因有以下几点:


1,经常超载。


2.未经授权修改shell。


3.环境温度超过60C。


4.锂离子电池正极和负极之间隔膜的撕裂会导致短路,从而导致热崩溃。


热逃逸反应涉及到锂离子电池中的一种叫做钴氧化物的化学物质。当化学物质被加热到一定的温度时,它开始自发地升温,然后发展成火灾和爆炸。在某些情况下,有机电解质会释放压力,导致电池破裂。假如暴露在高温下或遇到火花,它也可能会燃烧。


热失控的可能性与锂离子电池底座有关。我国、日本和韩国的锂离子电池产量逐年新增,特别是在手机/笔记本电脑领域,电池事故似乎更频繁发生。2006年至2011年,多家大型电子公司发生了相关事件。自2012年以来,小型电子产品的事故很少发生,但飞机等大型应用的事故却频频发生,这说明了以下现象。


热失控及其强度与锂离子电池的尺寸、结构和数量有关。一个小的锂离子电池组只有几个锂离子电池,因此热量损失从一个有缺陷的电池传到另一个的机会相对较低。787的巨型电池组则是另一回事:它们装在密封的金属盒里,不会释放出多余的热量,当一个电池的温度足以点燃电解液时,其他电池也会迅速跟进。


在电池充电过程中,金属锂的表面沉积倾向于聚成支化的锂枝晶,穿透隔膜,导致正极和负极直接短路。另外,金属锂非常活跃,它可以与电解液直接反应释放热量,而且它的熔点很低,即使表面的锂枝晶不刺破膜,只要温度稍高,金属锂就会溶解,造成短路。氧化还原热反应温度越高,氧化能力越弱。阳极材料的氧化能力越强,反应越剧烈,发生安全事故的可能性越大。


所有尺寸的锂离子电池都要定期保养以延长使用寿命,一般每36个月左右就要更换一次锂离子电池。更重要的是,你应该每次充电下降到20%的时候充电。过量放电会损坏锂离子电池,新增热失控等事故的可能性。


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