为何锂离子电池会着火?
充电速度过快
锂离子的移动速度是有限的,一旦超出,便会变得不稳定,比如短路。虽然目前包括高通等公司均积极推广快速充电技术,但充电速度要符合锂离子的极限、并通过一些技术创造稳定的环境,防止短路现象发生。假如这个环节没有处理好,短路便会加热电解质溶液,电池就会起火了。
热失控的演变过程
当锂离子电池组的温度过高达到不可控的时候,就是所谓的热失控状态,在电池达到热失控的时候才会出现自然、爆炸等极端事故。
温度过高
假如将锂离子电池暴露在高温环境或者电池内部原件被破坏都会新增电池着火、爆炸的风险。
过充过放
锂离子电池过度充电会导致导致电解液发热并分解出现气体,气体在密封的电池内部形成压力,导致锂离子电池膨胀,膨胀过程假如隔膜破裂,正负极接触就会导致短路并起火。同样,外部大功率过放电也会导致电池内部发热并膨胀,出现和过充类似的破坏过程导致起火。
锂离子电池充电时,当电压升高时,由于正极及负极变成极为强烈的氧化还原状态,因此材料容易不稳定化。
(1)过充电。超过规按时间的充电就叫过充电,因电池发热及电解质出现可燃性气体。一般来说,在过充电的电池内部,首先发生电解液和负极的还原反应,然后是电解液的热分解"电解液和正极之间的
氧化分解"负极的热分解"正极的热分解"最后因隔离板的熔融流动造成内部短路。
正极:因电解液的氧化"结晶构造的破坏而发热。
负极:金属锂的析出。
(2)过放电。过于放电就叫过放电,与过充电相同会发热。
正极:钴的熔析。
负极:集电体(铜)的熔析。
总之,无论哪种情况,因发热使得电极、电解质、隔离板发生熔融,导致内部短路。此时出现的焦耳热四处扩散,最终碰到可燃性的电解液(或者是出现的可
燃性气体)着火。
因火灾等从外部被加热时,在电池内部,正极材料、电解液、负极材料单独并相互出现发热反应。隔离板熔融,电极短路,此时的焦耳热开始四处扩散。
另外,由于受外部冲击,各电极的绝缘体及隔离板破损当时,虽不至于着火,但充电时有时会发生内部短路并着火。
。