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锂电池发生热无法控制的根本原因

锂电池发生热无法控制的根本原因

来源:
2021/07/19 17:32
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【摘要】:

  80%的事故是由短路引起的,短路导致频繁的电池火灾和爆炸事故。锂电池的安全问题已经被推到了公众舆论的最前沿。更严重的短路后果与热失控现象有关。

  电池材料的热稳定性一直是影响锂电池安全性的重要因素。与阴极材料相比,阳极材料具有更低的能量密度和功率密度。与电解质的热反应也被认为是电池热失控发展的一个重要诱因。因此,寻找具有良好热稳定性的正极材料是锂电池动力的关键。

  从本质上讲,热失控是一种能量的正反馈回路:温度升高导致系统升温,进而使系统升温。热逸是一种常见的现象,从混凝土固化到恒星爆炸都可能发生。

  锂电池热失控有以下几个原因:

  1. 频繁的超负荷。

  2. 对shell进行未经授权的更改。

  3.环境温度超过60℃。

  4. 锂电池正极和负极之间的薄膜撕裂会导致短路,导致热崩溃。

  热逃逸反应涉及一种叫做钴氧化物的化学物质,在锂电池中发现。当一种化学物质被加热到一定温度时,它就开始自动升温,然后发展成火灾和爆炸。在某些情况下,有机电解质释放压力,导致电池破裂。如果暴露在高温下或遇到火花,它也可能燃烧。

  热失控的可能性与锂电池底座有关。中国、日本和韩国的锂电池产量正在逐年增加,尤其是在手机/笔记本电脑领域,电池事故似乎更频繁地发生。这些事件发生在2006年至2011年间的多家大型电子公司。自2012年以来,涉及小型电子产品的事故很少,但涉及飞机等大型应用的事故却频频发生,这说明了以下现象。

  热失控及其强度与锂电池的尺寸、结构和数量有关。一个小型锂电池组只有少量的锂电池,因此热量从一个有缺陷的电池传递到另一个的几率相对较低。而787的巨型电池组则是另一回事:它们被封装在密封的金属盒中,不会释放多余的热量,当一个电池的温度达到足以点燃电解液时,其他电池就会迅速效仿。

  在电池充电过程中,金属锂表面沉积的金属锂往往会聚集成枝状的锂枝晶,枝晶会穿透薄膜,导致正负电极直接短路。此外,金属锂是非常活跃,它可以直接与电解液反应释放热量,和它的熔点很低,即使锂枝晶的表面不穿刺,只要温度稍高,金属锂会溶解,造成短路。氧化还原反应温度越高,氧化能力越弱。阳极材料的氧化能力越强,反应越剧烈,发生安全事故的可能性越大。

  各种尺寸的锂电池都要定期保养以延长寿命,通常每36个月左右更换一次。更重要的是,你应该每次降价20%。过度放电会损坏锂电池,增加热失控等事故的可能性。

 

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