新闻资讯

通过科学和创新,我们帮助各行各业的客户满足当今和未来社会发展的需求。

动力电池内外部温度过高,将触发热失控

  百科天地   2021-07-19 次浏览

(1)内部高温

当锂动力电池使用不当时,导致锂动力电池内部温度升高,使正极材料发生活性物质分解和电解液氧化。同时,这两种反应能够产生大量的热,从而造成锂动力电池温度的进一步上升。不同的脱锂状态对活性物质晶格转变、分解温度和锂动力电池的热稳定性影响相差很大。

动力电池内外部温度过高,将触发热失控

SEI膜在温度高于130℃时分解,使电解液在裸露的高活性碳负极表面大量还原分解放热,导致锂动力电池温度升高,这是引发锂动力电池热失控的根本原因。

充电态正极的热分解放热及进一步由活性氧引发的电解液分解,加剧了锂动力电池内部的热量积累,促进了热失控。电解质的热分解导致电解液分解放热,加快了锂动力电池温升。

动力电池内外部温度过高,将触发热失控

锂动力电池越厚,容量越大,散热越慢,产热量越大,越容易引发安全问题。当放热副反应的产热速率高于锂动力电池的散热速率时,锂动力电池内压及温度急剧上升,进入无法控制的自加温状态,将导致锂动力电池燃烧。

(2)外部高温

外部高温环境包括外部起火、锂动力电池散热不良等,在外部高温下,由于锂动力电池结构的特性,SEI膜、电解液等会发生分解反应,电解液的分解物还会与正极、负极发生反应,电芯隔膜将融化分解,多种反应导致大量热量的产生。隔膜融化导致内部短路,电能量的释放又增大了热量的生产。这种累积的互相增强的破坏作用,其后果是导致锂动力电池电芯防爆膜破裂,电解液喷出,发生燃烧起火。

动力电池内外部温度过高,将触发热失控

当锂动力电池单体温度达到135℃时,隔膜开始融化,电压下降;150℃时锂动力电池电压快速下降;当温度高达245℃时,隔膜完全崩溃,锂动力电池就会出现起火爆炸现象。

对此,可以从锂动力电池材料设计和BMS锂动力电池管理系统两个方面来解决。从锂动力电池材料设计角度,可以开发来防止热失控的材料,阻断热失控的反应。从锂动力电池管理角度,可以预测不同的温度范围,来定义不同的安全等级,从而进行分级报警。

动力电池内外部温度过高,将触发热失控

导致锂动力电池过热的原因来自于锂动力电池的选型和热设计得不合理,或者外短路导致锂动力电池的温度升高、电缆的接头松动等,应该从锂动力电池设计和锂动力电池管理两个方面来解决。

锂动力电池的电解液为锂盐与有机溶剂的混合溶液,其中锂盐为六氟磷酸锂,该材料在高温下易发生热分解,并与微量的水以及有机溶剂之间进行热化学反应,降低电解液的热稳定性。电解液有机溶剂为碳酸酯类,这类溶剂沸点、闪点较低,在高温下容易与锂盐释放的PF5反应,易被氧化。

版权与免责声明 广州市绿原环保材料有限公司声明:本站内容及图片均由系统采集于网络,涉及的言论、版权与本站无关。如发现内容或图片存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至yeah_w@qq.com,我们将及时沟通与处理。
Top