短路頻發,詳析鋰電池“熱失控”的原因
發布時間:2016-06-15 責任編輯:admin
【導讀】鋰離子電池發生事故80%的原因是短路,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的風口浪尖。短路之所以會引致更嚴重後果與“熱失控”現象有關。
電dian池chi材cai料liao的de熱re穩wen定ding性xing一yi直zhi是shi動dong力li鋰li電dian池chi安an全quan性xing的de重zhong要yao因yin素su和he負fu極ji材cai料liao相xiang比bi正zheng極ji材cai料liao能neng量liang密mi度du和he功gong率lv密mi度du低di其qi與yu電dian解jie液ye的de熱re反fan應ying也ye被bei認ren為wei是shi電dian池chi熱re失shi控kong發fa展zhan的de主zhu要yao誘you因yin。因yin此ci尋xun找zhao熱re穩wen定ding性xing較jiao好hao的de正zheng極ji材cai料liao成cheng為wei動dong力li鋰li電dian池chi的de關guan鍵jian。

從本質上而言,“熱失控”是一個能量正反饋循環過程:升sheng高gao的de溫wen度du會hui導dao致zhi係xi統tong變bian熱re,係xi統tong變bian熱re升sheng高gao溫wen度du,這zhe又you反fan過guo來lai又you讓rang係xi統tong變bian得de更geng熱re。熱re失shi控kong是shi很hen常chang見jian的de現xian象xiang,從cong混hun凝ning土tu養yang護hu到dao恒heng星xing爆bao炸zha,都dou有you可ke能neng會hui出chu現xian熱re失shi控kong。
鋰離子電池出現熱失控的原因有如下幾種:
1、經常過充。
2、未經授權改裝外殼。
3、環境溫度超過60°C。
4、隔離鋰離子電池負極和正極的隔膜出現的撕裂會導致短路,而短路往往又會引起熱崩潰。

參與“熱失控”反fan應ying的de是shi鋰li電dian池chi中zhong的de氧yang化hua鈷gu化hua學xue物wu。加jia熱re這zhe種zhong化hua學xue物wu達da到dao一yi定ding溫wen度du,它ta就jiu開kai始shi自zi發fa熱re,然ran後hou發fa展zhan成cheng起qi火huo和he爆bao炸zha。在zai某mou些xie情qing況kuang下xia,這zhe種zhong有you機ji電dian解jie液ye釋shi放fang壓ya力li會hui導dao致zhi電dian池chi破po裂lie。如ru果guo暴bao露lu在zai高gao溫wen環huan境jing下xia,或huo者zhe是shi遇yu到dao火huo花hua,它ta也ye有you可ke能neng會hui燃ran燒shao。
熱失控發生的概率與鋰電池基數有關,中日韓三國鋰電池產量都是逐年增長的,特別是在應用較廣的手機/筆記本電腦領域,電池事故發生好象更多一些。2006年到2011年間多家大型電子企業都發生過相關事件,自進入2012年之後,小型電子產品中發生較少,但是在大型應用,比如飛機上的事故卻常見報道,這說明了以下現象。

熱失控現象及其強度與鋰電池的大小、配置和電池單元的數量有關。小型鋰電池組隻有幾個鋰電池單元,所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了:它們裝在密封的金屬盒裏,不能排放餘熱,當一個電池單元熱到足以點燃電解質時,其餘的電池單元就會迅速跟進。
電dian池chi充chong電dian時shi,金jin屬shu鋰li的de表biao麵mian沉chen積ji非fei常chang容rong易yi聚ju結jie成cheng枝zhi杈cha狀zhuang鋰li枝zhi晶jing,從cong而er刺ci穿chuan隔ge膜mo,造zao成cheng正zheng負fu極ji直zhi接jie短duan路lu。而er且qie,金jin屬shu鋰li非fei常chang活huo潑po,可ke直zhi接jie和he電dian解jie液ye反fan應ying放fang熱re,其qi熔rong點dian又you很hen低di,即ji使shi表biao麵mian金jin屬shu鋰li枝zhi晶jing沒mei有you刺ci穿chuan隔ge膜mo,隻zhi要yao溫wen度du稍shao高gao,金jin屬shu鋰li就jiu會hui溶rong解jie,從cong而er引yin發fa短duan路lu。材cai料liao發fa生sheng氧yang化hua還hai原yuan熱re反fan應ying的de溫wen度du越yue高gao,表biao明ming其qi氧yang化hua能neng力li越yue弱ruo,正zheng極ji材cai料liao的de氧yang化hua能neng力li越yue強qiang,發fa生sheng反fan應ying就jiu越yue劇ju烈lie,也ye越yue容rong易yi引yin發fa安an全quan事shi故gu。
無論大小鋰電池組都需要定期保養以延長其壽命,所有的鋰離子電池組通常都應該每36個月左右就更換一次。而且,每當電量降到20%的時候,你就應該對它進行充電,過度放電會損壞鋰電池,從而增加“熱失控”及其他事故的可能性。
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