探讨如何减少电池热失控的风险和延长蔓延的时间

     2023-06-07 次浏览

摘要：本文探讨了电池热失控对电动汽车发展的影响及其防控措施。电池热失控不仅会引起电池自身的破坏，还可能演变为火灾和燃爆等安全问题。因此，如何减少电池热失控的风险和延长电池热失控蔓延的时间已成为汽车制造商和电力研究机构共同关注的问题。本文围绕实验研究、电池容量、应用策略等多个方面，分析了影响电池热失控的因素，并探讨了降低电池热失控风险的实现方式。虽然目前仍存在一定的技术挑战和监管难度，但通过加强技术研发和严格监管等措施，相信电池热失控风险可以被有效降低，电动车这项为人类未来出行赢得更好选择的技术能够更为稳步和有序地发展。

6月5日，一辆新能源汽车沿S2沪杭高速驶出杭州收费站的时候，碰撞收费站设施后起火，而且起火速度极快，车内司机和乘客均未及时从车内逃出，最终车上四人不幸遇难。针对这次事件，大家都有很多疑问。电动车碰撞以后快速起火，它合理吗？答案当然是不合理，也不应该呀，在大力发展电动汽车之时，就已经对这种碰撞后自燃有着明确的规定啊。根据工信部2021年开始实施的新的电动汽车强制性国家标准，其中电动汽车用动力蓄电池安全要求明确提出，电池单体发生热失控以后，电池系统在五分钟内不熄火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。事件中是碰撞直接导致起火还是其他呢？我们还是等待官方调查结果。（来源：红星新闻）

电动车比燃油车更容易起火吗？根据国家应急管理部的数据，2022年一季度国内接报的新能源汽车火灾共计有640起，相当于每天平均有超过七例的新南汽车火灾，与上一年相比上升了32%，而且涨幅要高于交通工具火灾8.8%的平均增幅。但是按照当时的新能源汽车高量计算，新能源汽车的起火率达到0.049%，而传统燃油车起火率在0.1%-0.2%之间。

电池热失控已成为制约电动汽车行业快速发展的一个重要因素之一。热失控不仅会引起电池自身的破坏，还可能演变为火灾和燃爆等危险。因此，如何减少电池热失控的风险和延长电池热失控蔓延的时间已成为汽车制造商和电力研究机构共同关注的问题。本文将从实验研究、容量、应用策略等多方面进行探讨和分析。

实验研究

近年来，相继有研究团队对电池热失控进行了实验研究。其中，一项实验针对三元锂电池的热失控进行了探究和比较，数据表格如下：

数据表格显示，在应用策略后，无论是高容量还是低容量的三元锂电池，其热失控蔓延时间都有了显著的提升。在容量不同的电池中，容量越大，电池的热失控蔓延时间也越长。这表明，电池容量是影响电池热失控蔓延时间的一个重要因素。

当然，该实验结果仅针对三元锂电池，不同种类和品牌的电池也可能有差异。实际应用场景也会对电池热失控的风险和蔓延时间产生影响，因此需要综合考虑多种因素。

电池容量

实验结果显示，电池容量是影响电池热失控蔓延时间的重要因素。容量越大，电池的热失控蔓延时间也越长。因此，在设计电池时，应该尽量选择容量较大的电池，这有助于降低电池热失控的风险。

应用策略

除了容量之外，应用策略也可以有效地降低电池热失控的风险。以下是一些应用策略的实现方式：

1.主动消防-利用火灾探测系统能及早发现火源的能力，在火灾发生时第一时间采取灭火措施，把可能的危险隐患消除在未形成灾害的前提下。

2.被动隔热-在汽车设计中，采用高隔热材料降低热量的传递速度，从而减缓电池受热的速度。

3.强制降温-当电池温度升高时，通过导入外部低温热源来减缓电池温度的升高速度，从而降低电池发生热失控的风险。

综上，未来在电池热失控的防范中，应用策略是降低电池风险的有力手段。如能通过加强监督和管理、强化技术研发等措施，将电池的热失控风险降到最低，相信电动车这项为人类未来出行赢得更好选择的技术能够更为稳步和有序地发展。

新材料应用

德耐隆Telite®改性耐火保温隔热毡复合材料是一种高强度、耐火、复合性能出色的保温材料，可以用于新能源汽车电池包的热管理。当电池包出现过热燃烧的情况时，该复合材料能够提供一定的保护，延长逃生时间。

在电动汽车中，电池是一个极易发生过热燃烧问题的部件。一旦电池过热，不仅会影响电池的寿命，还可能引发火灾事故。当火势大且火源难以控制时，一些救援机构在实战中使用德耐隆Telite®复合材料进行隔热保护，发现其具有很好的防火性能和隔热效果。

使用德耐隆Telite®改性耐火保温隔热毡复合材料，其延长逃生时间的具体数值还需根据实际情况进行评估，受多种因素影响，例如火源大小、火势强度、电池外观形态、缺氧情况等。但是，可以肯定的是，使用该材料时有效控制电池过热燃烧的扩散速度，增加逃生时间的可能性。在紧急情况下，多少逃生时间都可以给电动车的乘员提供足够的时间进行逃生或求救。因此，德耐隆Telite®改性耐火保温隔热毡复合材料的应用将为新能源汽车的安全与发展做出重要贡献。

德耐隆Telite®改性耐火保温隔热毡复合材料的性能特点

德耐隆Telite®复合材料是由二氧化硅和陶瓷纤维毡组成的纯无机材料。该纯无机复合材料具有许多优秀的性能特点，如低密度、低导热率、耐高温、防火阻燃等。

低密度：德耐隆Telite®复合材料的密度低于0.25克/立方厘米，这意味着该材料不仅能实现高效的保温隔热效果，而且还可以减少负载和设备结构强度的要求。

低导热率：德耐隆Telite®复合材料在高温场合下拥有极低的导热率。与常规的保温材料相比，其导热系数仅为0.008 W/m·K，这将使得该材料既能够在高温环境下提供充分保温效果，还能避免因过热而导致的电器设备损坏等问题。

耐高温：该材料能承受高温下的热辐射和气体侵蚀，在-200°C至1200°C的范围内，能够保持良好的物理性能和稳定的化学成分。特别是在阻止火灾、热过程控制和制造过程中，更有其得天独厚的应用优势。

防火阻燃：德耐隆Telite®复合材料对于防火阻燃的要求也得到了很好的实现。该材料是一种无机氧化物，不会熔融和燃烧，并且难以被吸水，在高温和化学侵蚀等恶劣环境下，仍然能够维持其高性能防护效果。

德耐隆Telite®复合材料与其他保温材料的对比

对于德耐隆Telite®复合材料的性能表现，下列根据材料性能、乘用车辆领域、工程领域和其他产业领域分类对其与其他保温材料进行对比。

1. 材料性能比较

材料密度、导热系数、耐高温性、耐火性等是大家对保温材料性能方面最为关注的标准。根据相关实验记录的数据进行对比得出，德耐隆Telite®复合材料在各项指标上均有良好的表现。示例表格如下：

从表格中可以明显地看出，德耐隆Telite®复合材料在保温材料的性能表现方面超过了传统的矿物棉保温材料、膨胀聚苯乙烯等以及其他保温隔热材料，尤其对于高温环境下的需求，其保护效果更加卓越。

2. 乘用车辆领域的对比

在汽车制造领域，静音材料和保温材料的需求十分广泛。此外，对于新能源电动汽车的需求、对环保的考虑也更为严格。下面是静音材料和保温材料之间的比较表格。

从表格中可以看出，德耐隆Telite®复合材料在汽车制造领域可用于静音材料和保温材料。该材料具有低密度和高效的保温能力，不仅能够有效减轻汽车的重量负荷，而且还能够降低噪音污染和二氧化碳排放，提高汽车的运行效率和环保性。

3. 工程领域的对比

德耐隆Telite®复合材料在保温领域也很受欢迎。下面是德耐隆Telite®复合材料与传统岩棉保温材料和泡沫塑料保温材料的对比表格。

从表格中可以发现，与传统的岩棉保温材料和泡沫塑料保温材料相比，德耐隆Telite®复合材料具有更高的保温能力和抗压性能，更安全、健康且具有良好的环境价值。

四、结论

德耐隆Telite®复合材料是一种兼具材料密度低、导热系数低、耐高温、防火阻燃等多项优秀品质的纯无机材料。在建筑和工业领域，它已被广泛应用于各种高温场合下的防护需求。与传统的岩棉保温材料和泡沫塑料保温材料相比，德耐隆Telite®复合材料具有更高的保温能力和抗压性能，更安全、健康且具有良好的环境价值。预计，在未来的建筑工业领域，该材料将会有更广阔的应用前景，为各种高温防护需求提供更为优异的保护方案。

参考文献：

[1] Wang, G. X., Wang, Z. X., Li, X. P., & Tang, Y. J. (2018). Experimental study on the thermal runaway phenomena of lithium-ion batteries with different cathode materials. Journal of Power Sources, 378, 457-462.

[2] Babu, G. C., & Rao, K. R. (2016). A study on thermal abuse behavior of nickel cobalt aluminum oxide based lithium-ion cells. Journal of Power Sources, 307, 535-545.