鋰離子電池?zé)崾Э氐脑蚣敖鉀Q方法
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-27 23:03
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鋰離子電池?zé)崾Э氐脑蚣敖鉀Q方法。鋰電池材料的熱穩(wěn)定性一直是電力鋰電池安全性的重要因素。對于鋰離子電池來說，熱失控是最嚴(yán)重的安全事故，可能會導(dǎo)致鋰電池起火甚至爆炸，直接威脅到用戶的安全。鋰電池的安全性越來越受到人們的重視。
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從本質(zhì)上講，鋰離子電池的熱失控是一個正能量反饋回路:溫度升高導(dǎo)致系統(tǒng)升溫，反過來又使系統(tǒng)升溫。熱逃逸是一種常見的現(xiàn)象，可以發(fā)生在任何事情，從混凝土養(yǎng)護(hù)到爆炸的恒星。
鋰離子電池。JPG
1,經(jīng)常超載。
2. 未經(jīng)授權(quán)修改shell。
3.環(huán)境溫度超過60°C。
4. 鋰離子電池正極和負(fù)極之間隔膜的撕裂會導(dǎo)致短路，從而導(dǎo)致熱崩潰。
鋰離子電池的熱失控主要是由于電池的內(nèi)熱產(chǎn)生遠(yuǎn)大于散熱率。鋰離子電池內(nèi)部積聚了大量的熱量，引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致電池起火爆炸。“熱逃逸”反應(yīng)涉及到鋰電池中的一種叫做鈷氧化物的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)化學(xué)物質(zhì)被加熱到一定的溫度時，它開始自發(fā)地升溫，然后發(fā)展成火災(zāi)和爆炸。在某些情況下，有機電解質(zhì)會釋放壓力，導(dǎo)致電池破裂。如果暴露在高溫下或遇到火花，它也可能會燃燒。
熱失控及其強度與鋰電池的尺寸、結(jié)構(gòu)和數(shù)量有關(guān)。一個小的鋰離子電池組只有幾個鋰離子電池，因此熱量損失從一個有缺陷的電池傳到另一個的機會相對較低。787的巨型電池組則是另一回事:它們裝在密封的金屬盒里，不會釋放出多余的熱量，當(dāng)一個電池的溫度足以點燃電解液時，其他電池也會迅速跟進(jìn)。
導(dǎo)致鋰電池加熱失控的因素有很多。一般分為兩類:內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)部因素主要有:電池生產(chǎn)缺陷導(dǎo)致內(nèi)部短路;電池使用不當(dāng)會導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生鋰枝晶，導(dǎo)致陽極和陰極短路。外部因素主要有:擠壓、針刺等外部因素導(dǎo)致鋰離子電池短路;電池外部短路導(dǎo)致電池內(nèi)部積聚過多熱量;高的外部溫度導(dǎo)致SEI膜和陰極材料的分解。
鋰電池?zé)峥刂平鉀Q方案
對于鋰離子電池的熱失控，國內(nèi)主要的解決方案主要是從外部保護(hù)和內(nèi)部改進(jìn)兩個方面。外部保護(hù)主要是對系統(tǒng)的升級和改進(jìn)，內(nèi)部改進(jìn)主要是對電池本身的改進(jìn)。
(1)推廣冷卻方式
熱管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制溫度，確保電池始終處于合理的工作溫度。熱管理系統(tǒng)通常由車輛控制器控制。當(dāng)電池溫度異常時，空調(diào)系統(tǒng)可及時冷卻或加熱，以保證電池的安全和使用壽命。電池的散熱方式根據(jù)熱傳導(dǎo)方式和介質(zhì)分為四種:空氣冷卻(風(fēng)冷)、液體冷卻(水冷)、相變材料(固態(tài))、復(fù)合冷卻(水冷+固態(tài))。
(2)內(nèi)部材料和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
內(nèi)部改進(jìn)是對電池內(nèi)部的材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使鋰電池具有更好的耐熱性和散熱性能。就目前的研究重點而言，固體電解質(zhì)的發(fā)展;正極和負(fù)極被重建。而采用更安全的隔膜材料是從內(nèi)部提高電池?zé)嵝阅艿闹饕緩街弧?/div>
最近,達(dá)拉斯,德克薩斯大學(xué)的研究人員或已經(jīng)找到一個解決鋰離子電池?zé)崾Э氐膯栴}(即過多熱量的積累),該研究小組的方法,說電池過熱后的解決方案的問題,電池容量可增加20% - 30%,同時降低了電池起火的幾率,爆炸和發(fā)現(xiàn)可能改變電池制造商。
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