鋰電池火災(zāi)原因有哪些
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-06-08 17:45
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鋰電池起火原因，可以劃分成兩個(gè)大部分，自身原因和外部原因。自身原因主要是指自身材料、結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的好壞，對(duì)火災(zāi)發(fā)生與否的影響；外部原因，指各種濫用手段，引發(fā)的鋰電池火災(zāi)。
1.1 自身原因
鋰電池由正極材料，負(fù)極材料和電解液組成，這幾部分的熱穩(wěn)定性，直接影響著電芯發(fā)生熱失控的可能性。
負(fù)極材料的熱穩(wěn)定性的影響因素
目前應(yīng)用的負(fù)極材料，絕大部分是碳材料。在高溫條件下，石墨容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，尤其電池荷電量高的狀態(tài)，LiC6更是能夠提升反應(yīng)的激烈性。
有研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)極開始反應(yīng)放熱的溫度起點(diǎn)，與碳材料的顆粒度有關(guān)，顆粒越大，其開始反應(yīng)的溫度就越高，也就越安全。同時(shí)，不同結(jié)構(gòu)的碳材料參與電解液的反應(yīng)，其放熱量并不相同，石墨就比無定型碳（主要指軟碳和硬碳）放熱量大。
正極材料熱穩(wěn)定性的影響因素
當(dāng)前應(yīng)用廣泛的鋰電池正極材料，都是鋰的化合物。磷酸鐵鋰，錳酸鋰和三元鋰，如果泛泛的說，三者的安全性是從高到低排列的。而有人專門對(duì)正極材料在這些電池安全性中的影響做了研究。
研究認(rèn)為，鋰的化合物分子式中，鋰的含量越高，其熱穩(wěn)定性就越差，開始與電解液反應(yīng)的溫度就越低。有個(gè)定量的比較，分子式中各個(gè)原子的比例系數(shù)，當(dāng)鋰的系數(shù)是0.25時(shí)，其反應(yīng)溫度為230℃；如果這個(gè)數(shù)值變成1，其起始反應(yīng)溫度就變成了170℃。此外，如果正極材料中含有除了鋰以外的其他金屬元素，則含錳元素的正極材料比含鎳元素的正極材料熱穩(wěn)定性好。
電解液熱穩(wěn)定性影響因素
電解液可以說是熱穩(wěn)定性問題的核心，它的穩(wěn)定性直接影響整個(gè)體系的穩(wěn)定性。有人針對(duì)電解液的熱穩(wěn)定性做了一些列研究，結(jié)果表明：
電解液中的碳酸二甲酯含量越高，其熱穩(wěn)定性越差，越容易與正負(fù)極材料發(fā)生反應(yīng)；電解液與越多類型材料相容性差，也就是在較低的溫度下可以與多種不同的鹽類發(fā)生反應(yīng)，說明它越活潑，其熱穩(wěn)定性就越差。
老化帶來的熱失控
老化是一個(gè)綜合的過程，負(fù)極SEI膜結(jié)構(gòu)老化，出現(xiàn)破損，引發(fā)自生熱過程；負(fù)極鋰枝晶堆積，造成內(nèi)短路或者遇到高溫環(huán)境與電解液激烈反應(yīng)。老化帶來的內(nèi)阻上升，使得熱積累出現(xiàn)的概率上升。總的來說，老化與熱失控風(fēng)險(xiǎn)存在正相關(guān)性。
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