鉅大LARGE | 點擊量:961次 | 2019年09月07日
【干貨】動力鋰電池系統安全性問題之觸發
在上文《動力鋰電池系統安全性問題之演》中,我們對鋰動力電池近些年的安全事故進行了回顧與分析,并引入了安全問題“演變”的概念,這里我們繼續與大家分析安全事故”觸發“的機理。
3.鋰動力電池安全事故觸發
經過演變過程,電池事故將會進入“觸發”階段。一般在進入觸發階段之后,鋰離子動力電池內部的能量將會在瞬間集中釋放,此過程不可逆且不可控,也稱之為熱失控(thermalrunaway)。熱失控后的電池發生劇烈升溫,溫度可高達1000℃,并可以觀察到冒煙、起火與爆炸等現象。
當然,從“安全性”的廣義定義來看,電池安全事故中,也可能不發生熱失控。如電池發生碰撞事故后并不一定發生熱失控;而電池組絕緣失效造成人員高電壓觸電,電池漏液產生異味造成車載人員身體不適等情況下,電池也不會發生熱失控。在動力電池系統的安全設計當中,以上情況都需要考慮。而熱失控則是安全性事故最常見的事故原因,也是鋰離子動力電池安全性事故特有的特點,故這里以熱失控為核心進行了專門介紹。
大量實驗研究表明,熱失控后的電池不一定會同時發生冒煙、起火與爆炸,也可能都不發生,這取決于電池材料發生熱失控的機理。圖4、圖5與表2展示了某款具有三元正極/PE基質的陶瓷隔膜/石墨負極的25A·h鋰離子動力電池的熱失控機理。圖4為該款鋰離子動力電池絕熱熱失控實驗中的溫度與電壓曲線,根據其熱失控溫度變化的特征,將熱失控過程分為了7個階段。在不同階段,電池材料發生了不同的變化,圖5通過一系列的圖片解釋了各個階段電池材料的變化情況。