導(dǎo)致動(dòng)力電池體系發(fā)生燃燒或爆炸的原因
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-13 15:08
點(diǎn)擊量：次
燃燒與爆炸分析
與電擊相關(guān)，燃燒和爆炸是動(dòng)力電池系統(tǒng)中最常見(jiàn)的損傷形式，其影響更為嚴(yán)重。
動(dòng)力電池系統(tǒng)燃燒或爆炸的可能原因:
電池的放熱副作用導(dǎo)致熱失控、點(diǎn)火電解質(zhì)、屏障和其他可燃材料
部分連接阻抗過(guò)大，導(dǎo)致溫升，到達(dá)點(diǎn)火點(diǎn)溫度，點(diǎn)火源電池組內(nèi)部有可燃物質(zhì)
(3)動(dòng)力電池組外部發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致動(dòng)力電池組溫度不斷升高，到達(dá)燃點(diǎn)溫度，點(diǎn)燃內(nèi)部可燃物質(zhì)
對(duì)于電動(dòng)汽車的使用來(lái)說(shuō)，第一種情況的概率最高，危害最大。電池放熱副反應(yīng)引起的熱失控是引起動(dòng)力電池系統(tǒng)燃燒或爆炸的主要原因。
鋰離子電池一次內(nèi)部放熱響應(yīng)如下:
SEI膜分解(90~120℃);
(2)負(fù)極與電解液反應(yīng)(120℃以上);
(3)電解液分解(約200℃);
(4)正電極與電解液反應(yīng)，與正電極分解，氧氣(180~500℃);
負(fù)極與粘結(jié)劑的反應(yīng)(240℃以上)等。
細(xì)胞熱失控(燃燒、爆炸)的原因:細(xì)胞內(nèi)的放熱副反應(yīng)導(dǎo)致了熱積累。細(xì)胞的外換熱速率小于蓄熱速率。溫度不斷升高，直到達(dá)到燃點(diǎn)溫度，引起燃燒和爆炸。
細(xì)胞內(nèi)的熱過(guò)程遵循熱平衡:
Qp = Qe + Qa
Qp -細(xì)胞內(nèi)各種副反應(yīng)產(chǎn)生的熱量
Qe—細(xì)胞與環(huán)境之間的熱量(散熱)
Qa -細(xì)胞本身吸收的熱量(熱量積累)
假設(shè)Qe≥Qp，則Qa為負(fù)或零，電池內(nèi)部溫度不會(huì)升高，不會(huì)發(fā)生熱逃逸
認(rèn)為定量寬松政策。
避免電池?zé)崾Э氐姆椒?
(1)選擇維護(hù)方式，減少外部觸發(fā)因素(過(guò)充、過(guò)熱、短路、揉捏、穿刺等)的概率;
阻斷放熱副反應(yīng)的正反饋過(guò)程，如熔斷器的添加、陽(yáng)極材料與集液之間PTC材料的添加;
(3)放熱引起的放熱副反應(yīng)，如磷酸鐵鋰正極材料的選擇、電解液有機(jī)溶劑組成的改變等;
(4)移動(dòng)點(diǎn)火溫度，如在電解液中加入阻燃材料，選擇陶瓷屏障等;
移動(dòng)冷卻能力強(qiáng)，避免熱量積聚，如選擇高效的液體冷卻規(guī)劃方案。
