锂离子电池热失控的形成过程
锂离子电池由于内部短路后,内部化学物质反应出现热量,各个部位材料发生溶解出现热量,生成气体,热量集聚在某一点,最终导致热失控,电池热失控中各成分的反应温度及热量可以用下图来表示:
锂离子电池热失控可以分为以下几个阶段:
1.电池少量放热<100℃;
2.电池内部开始发生放热反应100-130℃;
3.电池隔膜融化130-140℃;
4.正极分解,内部放热加速140-150℃;
5.隔膜崩溃,电池短路,电池发生热失控>150℃;
6.热失控结束。
锂离子电池热失控的防治
那么如对锂离子电池热失控进行防治呢?针对以上锂离子电池热失控的原因和热量来源,可以通过以下几个方面进行防治:
1.减少化学反应的放热量。
2.控制放热反应速率,降低产热速度。(合理使用电池,不过充过放、大倍率充放电等等)
3.提高放热反应发生的温度。在电解液中加入外加剂可以提高放热反应起始温度。如正极保护添加剂、过充保护添加剂、阻燃剂(TMP)等等。
4.改善电池散热,缓解电池温升。
5.提高电池本身性能。如采用优质隔膜、采用好的电解液等等。
此外,锂离子电池的安全装置也是很关键的设计,它可以在锂离子电池内部压力过大时打开泄压阀,将热量和气体及时的释放出来,从而防止了热量过高导致的着火和气体太大导致的爆炸等危险情况,从而保证使用设备的安全。