動(dòng)力電池自燃的原因主要是熱失控嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-14 18:00
點(diǎn)擊量：次
而最常見造成熱失控的原因又有激烈碰撞、系統(tǒng)短路等。
首先我們來聊第一點(diǎn)，碰撞造成的燃燒。正如充電寶劇烈撞擊會(huì)自燃一樣，動(dòng)力電池遭受撞擊同樣會(huì)自燃。對于鋰離子電池來講，激烈碰撞所帶來的嚴(yán)重形變，會(huì)造成鋰離子電池內(nèi)部短路，電池所具備的能量將一口氣從短路點(diǎn)釋放出來造成局部升溫，進(jìn)而引起正負(fù)電極、電解液分解，形成熱失控。
可以說由碰撞引起的自燃，是最好防范同時(shí)也是最難防范的。目前的電動(dòng)汽車，動(dòng)力電池組都被布置在車底或后備箱底部，這些位置盡可能避免了激烈的碰撞，同時(shí)電池盒的設(shè)計(jì)也能夠在一定程度上保護(hù)電池組，這就是它容易防范之處。
而就像傳統(tǒng)燃油車在激烈碰撞或翻車后也會(huì)引燃油箱一樣，當(dāng)車速過快電動(dòng)車的動(dòng)力電池組依然會(huì)遭受劇烈撞擊。目前C-NCAP已經(jīng)對電動(dòng)汽車碰撞測試作出規(guī)范要求，測試標(biāo)準(zhǔn)為64km/h的正面碰撞，也就是說即便是五星安全的電動(dòng)汽車，在這一時(shí)速之上遭受碰撞，動(dòng)力電池依舊存在自燃可能。
系統(tǒng)短路引起的自燃就與動(dòng)力電池的老化和壽命有關(guān)了。為了隔絕電池組與外界雨水，動(dòng)力電池總成密閉性通常都很高，一般來講需要通過IP67標(biāo)準(zhǔn)。但伴隨使用時(shí)間的提升，其密閉性勢必會(huì)有所下降，雨水等的滲入也會(huì)導(dǎo)致電池短路進(jìn)而引起自燃。說到鋰電安全問題，近年來越來越普及的純電動(dòng)汽車，已經(jīng)讓鋰電的安全問題不再僅限于手機(jī)、平板電腦等“用”的方面，鋰電池在“行”方面的安全問題也慢慢凸顯。無論是“用”還是“行”，鋰電行業(yè)給消費(fèi)者帶來便利生活的前提和核心，是它的安全性。
鋰電池的四大主要部分為正極材料、負(fù)極材料、隔離膜和電解液，當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)樹狀突或者手狀的鋰離子增長非常容易導(dǎo)致短路或隨機(jī)爆炸形成明火。一旦電池內(nèi)部形成樹狀突，風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)迅速加劇，最終可能會(huì)刺穿正負(fù)極的隔離膜。
鋰電池雖然體積很小，卻具有很高的能量，同時(shí)含有可燃的電解液。這種能量如果應(yīng)用得好就是高效的能源，應(yīng)用的不好就會(huì)產(chǎn)生大量的熱引發(fā)燃燒，形成災(zāi)害。一般來說，鋰離子電池出現(xiàn)安全問題表現(xiàn)為燃燒甚至爆炸，出現(xiàn)這些問題的根源在于電池內(nèi)部的熱失控，除此之外，一些外部因素，如過充、火源、擠壓、穿刺、短路等問題也會(huì)導(dǎo)致安全性問題。
鋰電池在充放電過程中會(huì)發(fā)熱，如果產(chǎn)生的熱量超過了電池?zé)崃康暮纳⒛芰Γ囯x子電池就會(huì)過熱，電池材料就會(huì)發(fā)生SEI膜的分解、電解液分解、正極分解、負(fù)極與電解液的反應(yīng)和負(fù)極與粘合劑的反應(yīng)等破壞性的副反應(yīng)。
鋰電事故案例
在2016年5月31號下午5點(diǎn)53分，江蘇南通啟東的江蘇海四達(dá)電源有限公司發(fā)生鋰電池火災(zāi)爆炸事故，發(fā)生事故的是位于啟東市南苑西路上該公司一棟三層鋰電池滿電態(tài)擱置倉庫。消防官兵趕到后迅速開展撲救。在處置中，現(xiàn)場又突然發(fā)生爆炸。事故當(dāng)場造成12名企業(yè)員工和8名消防隊(duì)員受傷。隨后，傷者被緊急送往南通和啟東醫(yī)院搶救治療。然而還是有1名消防人員和1名海四達(dá)員工經(jīng)搶救無效身亡。
2016年1月1日的特斯拉ModelS充電中起火、北京南京合肥等多地電動(dòng)車充電自燃、深圳電池廠突發(fā)大火、湖南運(yùn)送鋰電池貨車高速路起火等事故。
根據(jù)FAA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，1991-2007年間所發(fā)生的電池事故中，27%是鋰電池事故，而這些事故中，68%是由于內(nèi)部或外部短路造成，15%是由于充電或放電造成，7%由于設(shè)備意外啟動(dòng)，10%為其他原因。鋰電一旦出現(xiàn)燃燒情況，只有在它消耗完后，燃燒才能夠被熄滅，而且航空器上所配備的HALON1301滅火劑對阻止鋰電池?zé)崾Э馗酒鸩涣俗饔?，這樣鋰電池航空運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)更為突出。
2014年10月3日下午，江蘇省常州市一家電池廠突發(fā)火災(zāi)，所幸未造人員傷亡。遭遇火災(zāi)的是常州鋰霸電池有限公司，常州鋰霸電池有限公司位于常州市新區(qū)滬寧線高架橋太湖路附近，火災(zāi)過火面積在300平方米左右?；馂?zāi)發(fā)生在該公司存放鋰電池的倉庫，附近濃煙滾滾。
鋰電安全隱患問題如何控制？
1、鋰電池的充電電流不能太大，需要嚴(yán)格控制；
2、鋰電池的工作環(huán)境溫度不能太高或太低，都會(huì)嚴(yán)重影響到鋰電池的工作特性；
3、鋰電池要防火；
4、鋰電池要保護(hù)好，不能受到猛烈撞擊或穿刺等；
5、鋰離子電池在使用過程中應(yīng)該盡可能減少過充電或者過放電，特別對于單體容量高的電池，因熱擾動(dòng)可能會(huì)引發(fā)一系列放熱副反應(yīng)，導(dǎo)致安全性問題；
6、鋰電生產(chǎn)出來后，在到達(dá)消費(fèi)者手中之前，還需要進(jìn)行一系列檢測，以盡量保證電池的安全性，降低安全隱患。
