动力锂离子电池组起火的重要原因分析

动力锂离子电池组着火的原因

引起锂离子电池组着火的本质是电池内的热量未能按照设计的意图进行释放，引起内外燃烧物的燃点后起火，引起的原因重要有外部短路、外部高温和内部短路。

由于电池的滥用，如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂质灰尘等，将恶化生成刺穿隔膜，出现微短路，电能量的释放导致温升，温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径，形成了更大的短路电流，这种互相累积的互相增强的破坏，导致热失控。

以电动汽车为例。实际车辆运行中发生危险的概率很低，一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS，二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下，短路点越过整车熔断器，同时BMS失效，较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁，很少导致电池发生热失控事件。现在，比较多的PACK公司采用了回路中加熔断丝的做法，更能有效的防止外短路引发的危害。

由于锂离子电池结构的特性，高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应，电解液的分解物还会与正极、负极发生反应，电芯隔膜将融化分解，多种反应导致大量热量出现。隔膜融化导致内部短路，电能量的释放又增大了热量的生产。这种累计的互相增强的破坏用途，其后果是导致电芯防爆膜破裂，电解液喷出，发生燃烧起火。

外部短路可能是由于操作不当或误用所致，由于外部短路，锂离子电池组放电电流很大，会使铁芯发热，高温会使铁芯内部的隔膜收缩或完全坏，造成内部短路，造成火灾。

二.内部短路

由于内部短路现象，电芯的大电流放电出现大量热量，烧毁膜片，出现较大的短路现象，从而出现高温，使电解液分解为气体，导致内部压力过大。当核心的外壳无法承受这种压力时，核心就会着火。

三.过充

当铁心过充时，锂从正极的过度释放会改变正极的结构，过多的锂容易被插入负极，也容易造成锂沉淀在负极表面，当电压超过4.5V时，电解质分解出现大量气体。所有这些都会引起火灾。

四.水份含量过高

水可以与内核中的电解质反应生成气体。充电时能与所出现的锂发生反应，出现氧化锂，造成芯部容量损失，极易造成芯部过充出现气体。水的分解电压低，充电时容易分解成气体。当这些气体出现时，堆芯的内部压力会新增，当堆芯的外壳不能承受这些气体时。那时，核心会爆炸。

五.负极容量不足

当负极相对正极的容量不足，或根本没有容量时，充电时出现的部分或全部锂不能插入负极石墨的层间结构，会沉积在负极表面。突起的树突，在下一次装药时，这个突起的部分更加有可能引起锂沉淀。经过数十到数百轮的充电和放电，树突将会长大，并最终刺穿隔膜纸，使内部短路。