時間:2019-09-30|
閱讀量:1705|
來源:
鋰離子電(diàn)池(chí)發生(shēng)事(shì)故80%是(shì)因短路而起,短路後引起電池起火、爆炸事故頻現報端動力鋰電池安全問題再次被推至輿論(lùn)的風口(kǒu)浪尖。短路之所以會引致更嚴重後果與“熱失控”現象有關。
電池材料的熱穩定性一直是動力鋰電池安全(quán)性的重要因素,和負極材料相比正極材料能量密度和功率密度(dù)低,其與(yǔ)電解液的(de)熱反應也被(bèi)認為是電池熱失控發展的主要誘因。因此尋(xún)找熱穩定性較(jiào)好的正極材料(liào)成為動(dòng)力鋰電池的關(guān)鍵。
從本質上而言,“熱失控”是一個能量正反饋循環過程:升高的溫度(dù)會導致(zhì)係統(tǒng)變熱,係統變熱(rè)升高溫度(dù),這又反(fǎn)過來又讓係統變得更熱。熱失控是很常(cháng)見的現(xiàn)象,從混凝土養護(hù)到恒星爆炸,都有可能會出現熱失控。
鋰離子電池(chí)出現熱(rè)失控的原因有如下幾種:
1、經常過充。
2、未經授(shòu)權改裝外殼。
3、環(huán)境溫度超(chāo)過60°C。
4、隔離鋰離子電池負(fù)極和正極的隔膜出現的撕裂會導致短路(lù),而短路往往又會(huì)引(yǐn)起熱崩潰(kuì)。
參與“熱失控”反應的是鋰電池(chí)中的氧(yǎng)化鈷化學物。 加熱(rè)這種化學物達到一定溫(wēn)度,它就開始自發熱,然(rán)後發展成起火和爆炸。在某些情況下,這種有(yǒu)機電解液釋放壓力會導致電池破裂。如果暴露在高溫環境(jìng)下,或者是遇到火花,它也有可(kě)能會燃燒。
熱失控發生的概率與鋰電池基數有關,中日韓三國鋰(lǐ)電池產量(liàng)都是逐年增長的,特別是在應用較廣的手機/筆記本電(diàn)腦領域,電池事故(gù)發生好象更多一些。2006年到2011年(nián)間多家大型電子企業都發生(shēng)過相關事件,自進入2012年之後,小型電子產品中發生較(jiào)少,但是(shì)在大型應用,比如飛機上(shàng)的事故卻(què)常見報道,這說明了(le)以(yǐ)下現象。
熱失控現象及其強(qiáng)度與(yǔ)鋰電池的大(dà)小、配置和電池單元的數量有關。小型鋰(lǐ)電池組隻(zhī)有幾個鋰電池(chí)單(dān)元,所以(yǐ)熱失控從有問題(tí)的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而波音787巨(jù)大(dà)的電(diàn)池組就是另外(wài)一回事了:它們裝在(zài)密封的金屬盒裏,不能排(pái)放(fàng)餘熱,當一個電池單元熱到足(zú)以點燃電解(jiě)質時,其餘的電(diàn)池單元就會迅速跟進。
電池充電時,金屬鋰的表麵沉積非常容易聚結成枝杈狀鋰枝晶,從而刺穿隔膜,造成正負極(jí)直(zhí)接(jiē)短路。而且,金(jīn)屬鋰非常活潑,可直接和電解液反應放熱,其熔點又很低,即使表(biǎo)麵金(jīn)屬鋰枝晶沒有刺穿隔膜,隻要溫度稍高,金屬鋰就會溶解,從而引發短路。材料發生氧化還原熱反應的溫度越高,表(biǎo)明(míng)其氧化能力越弱,正極材料的氧化能力越(yuè)強,發生反應就越劇烈(liè),也(yě)越容易引發安全事故。
無論大小鋰電池組都需要(yào)定(dìng)期(qī)保養以延長其壽命,所有(yǒu)的鋰離子電池(chí)組通常都應該每36個(gè)月左右就更換一次。而且,每當電量降到20%的時候(hòu),你就應該對它進行充電,過度(dù)放電會損壞鋰電池,從而增加“熱失控”及其他事故的可能性。