动力锂离子电池热失控的诱因有什么?

2022-03-26      679 次浏览

清华大学欧阳明高教授在会上分析了动力锂电池热失控的三种诱因



热诱因



通俗来讲,所谓的热诱因就是外部高温环境,包括外部起火、电池散热不良等。在外部高温下,由于锂离子电池结构的特性,SEI膜、电解液等会发生分解反应,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的出现。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。这种累积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。



试验数据显示,当电池单体温度达到135℃时,隔膜开始融化,电压下降;150℃电池电压快速下降;等温度高达245℃时,隔膜完全崩溃,电池就会出现起火爆炸的现象。



电化学诱因



电池制造杂质、金属颗粒、充放电膨胀的收缩、析锂等都有可能造成内短路。这种内短路是缓慢发生的,时间非常长,而且不了解它什么时候会出现热失控。若进行试验,无法重复验证。目前全世界专家还没有找到能够重复由杂质引起的内短路的过程,都在研究当中。



要解决这个问题,首先提高制造工艺减少电池制造中的杂质。这就要选择产品品质好的电池厂商,其次对内短路进行安全预测,在没有发生热失控之前,要找到有内短路的单体。这意味着必须要找到单体的特点参数,可以先从一致性着手。电池是不一致的,内阻也是不一致的,只要找到中间有变异的单体,就可以将其辨别出来。具体而言,正常的一个电池的等效电路和发生了微短路的等效电路,方程的形式实际上是相同的,只不过正常单体、微短路的单体的参数发生了变化。可以针对这些参数来进行研究,看其在内短路变化中的一些特点。



机械电气诱因



碰撞是典型的机械触发热失控的一种方式,也就是汽车碰撞事故而引发电池受损。电池受损时也会出现内短路而引发热失控,但是这种短路与电化学诱因引发的短路不同,机械受损一般是瞬间发生的,对应实际生活中的突发事故,强烈的撞击、翻车、挤压都可以导致电池在很短的时间内发生机械损坏。



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