充电桩技术网 投稿 锂电池为什么会自燃(锂离子电池起火的原因)

锂电池为什么会自燃(锂离子电池起火的原因)

我们经常看到一些由锂电池引起的安全事故,给人印象最深刻的莫过于锂电池产生的爆炸、起火。一台带有50度电的电动车如果完全失控起火,释放出的能量高达1.8亿焦耳,相当于43公斤TNT炸药释放的能量。锂电池为什么会动不动就起火自燃?

锂电池起火自燃的直接诱因是电池的热失控,所谓热失控,是指电池受各种刺激引发了内部短路,导致电池内部温度升高上千度,易燃的电解液沸腾、喷出,接触空气后就会燃烧。

锂电池为什么会起火?

目前,电池内短路主要有三种诱因,机械失控、电化学失控以及温度失控。

在机械失控中,最常见的就是电池受挤压或者针刺发生破损,这会导致电池隔膜被刺穿,正负极板直接连通造成内部短路,放出巨大的热量。

最典型的例子就是近日深圳市发生的一起电动货车追尾校车事故,追尾导致货车的电池包被过度挤压,发生大面积内短路,最终货车被烧成了空壳。

锂电池为什么会起火?

如果电池布局不合理,长时间使用后也会出现问题,当年使用三星SDI锂电池的NOTE7,因为留给电池的空间太小,外部负极板遭到挤压变形出现短路,最终使得NOTE7发生了多起自燃事故。

锂电池为什么会起火?

电化学失控的原因有很多,电池质量不好就是一个重要诱因。还是这台NOTE7,当SDI锂电池出问题后,把产能都压到ATL锂电池上。急速地提升产能,导致这批电池的质量下降,电池内部负极铜板上粘附的碎屑和毛刺含量超标,在电池充放电过程中,大量铜金属的碎屑和毛刺混进电解液中,极易把隔膜戳穿,造成内部短路。

而在电动车上,过度充电和大电流快充就是诱发电化学失控的“罪魁祸首”。

当电动车使用了不合规的充电桩,充电桩有可能会输出锂电池无法承受的大电流,在电池内部,充电速度太快,会让锂离子在负极的表面形成像树枝一样的枝晶,这些枝晶像针尖一样又细又硬,当枝晶生长到一定的长度,就会戳破隔膜诱发内短路。

锂电池为什么会起火?

不仅如此,充电桩不合规还有可能过度充电,当电池满电后继续充电,电池负极就会塞进更多的锂离子,当超过负极的最大承受能力时,就会出现坍塌,轻则造成电池鼓包,重则导致内部发生短路。近期在东莞发生的一起电动车起火事件,很有可能与过充和快充都有关系。

锂电池为什么会起火?

而要说到温度失控,主要原因就是锂电池非常怕热,当锂电池在高温下进行充放电时,正负极片会和电解液发生额外的反应,放出氧气和额外的热量。多重热量的冲击,很容易造成隔膜的熔解,进而出现大面积短路。现在已经是夏季,很多电动车在烈日暴晒下充电,如果本身散热不给力,很容易导致电池发生热失控起火。

锂电池为什么会起火?

电池爆燃非常危险,严重时甚至会威胁生命,因此汽车和手机厂家也想出了很多办法来保护电池。

在手机这类3C电池领域,自从NOTE7发生爆炸后,使用的锂电池基本都从锂离子电池转向了锂离子聚合物电池,将之前锂电池中易燃的液态电解液换成了凝胶状的电解液,更换之后即便是电池被戳破,最多就是鼓包,也不会发生爆燃。

锂电池为什么会起火?

而在电动车上面,由于凝胶状的动力电池暂时达不到装车要求,只能想办法尽可能的保护好电池。

锂电池怕被戳、被挤,那么在电池包的外部就加上了防撞材料,底部抹上了防刮涂层。

锂电池怕快充和过充,那就做好电池管理系统,实时控制充放电的电流,监控每一节电池的健康。

锂电池还怕热,那就为锂电池做一套液冷系统,保证夏天也不会过热。

锂电池为什么会起火?

在最新的国家标准中,电动车锂电池发生热失控后,要做到5分钟内不起火、不爆炸。如果你乘坐的电动车不幸起火了,迅速捂住口鼻,想办法抓紧下车,并离开电动车超过15m以上,不要企图去灭火,你才有机会在电池起火后绝地求生。

锂电池为什么会起火?
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