動力鋰離子電池起火的原因及特點

來源：存能電氣  日期：2019-12-12 13:23  瀏覽量：次

　　動力鋰離子電池起火的原因及特點。鋰離子電池火災(zāi)事故在世界各地時有發(fā)生。鋰離子電池著火是一個非常不尋常的情況，但當它發(fā)生時，它會引起強烈的反應(yīng)，并造成大量的曝光。鋰離子電池系統(tǒng)安全性問題表現(xiàn)為3個層次,即“演變”、“觸發(fā)”與“擴展”。從這三個層次出發(fā),提出有效的事故防范措施和安全性監(jiān)控措施。

　　動力鋰離子電池起火的原因

　　作為純電動汽車的能量來源，鋰離子電池起火的主要原因主要是電池過熱而造成的熱失控，這種過熱在電池充放電過程中最容易發(fā)生。由于鋰離子電池自身具有一定的內(nèi)阻，在輸出電能為純電動提供動力的同時會產(chǎn)生一定的熱量，使得自身溫度變高，當自身溫度超出其正常工作溫度范圍間時將會損害整個電池的壽命和安全。

　　引起熱失控的原因：

　　第一類是電池外部因素。如果電池所處的環(huán)境溫度過高，電池散熱不好，或者內(nèi)部卷得不好，導(dǎo)致電池散熱不通暢。此外，還有一種情況需要企業(yè)特別注意，就是電池脊柱有時候能把熱引進去，電池的金屬脊柱有銅的，有鋁的，導(dǎo)熱性都比較好，“電路中有某些高熱源的元器件，一定要離電池脊柱遠一些，讓熱量充分發(fā)揮?！鼻裥缕窖a充。

　　第二類是電池內(nèi)部因素。一是微短路，微短路有兩種情況，一種是電池工藝中的短路，包括毛刺；另一種是使用過程中的短路，這些都會引起微短路，導(dǎo)致電池局部溫度高于熱失控溫度，從而產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象。

　　三是電池過充電，過充以后會降低材料的熱失控溫度?！跋耠姵卦谑褂弥泻笃诘娜萘恳呀?jīng)衰減了，這時候電池本身就已經(jīng)處于過充狀態(tài)，熱失控溫度自然會下降?！鼻裥缕街赋?。

　　四是電解質(zhì)用量，如果用量過多，爆炸的危害性會很大，火焰噴得很高很遠，所以要嚴格控制電解質(zhì)用量。

　　動力鋰離子電池起火的特點

　　1.著火速度快、持續(xù)時間長

　　根據(jù)NFPA（美國消防協(xié)會）的實驗，火勢僅僅數(shù)秒鐘的時間就在動力鋰離子電池模塊內(nèi)快速的蔓延，持續(xù)約27min。

　　2.燃燒溫度高

　　動力鋰離子電池燃燒的一大特點是溫度高，根據(jù)NFPA的實驗，燃燒中電池外部最高溫度可達283-1090攝氏度，電池內(nèi)部的溫度可達572-1121攝氏度，如此高的溫度足以引燃電池模塊內(nèi)部和汽車內(nèi)的其他可燃材料，產(chǎn)生更大的火災(zāi)。

　　3.撲滅困難

　　對于動力電池而言，大部分燃燒反應(yīng)發(fā)生在電池外殼內(nèi)部，電池外殼阻礙了滅火劑發(fā)生作用，在實踐中動力電池火災(zāi)的撲滅時間往往超過了消防員所攜帶的氧氣瓶的供氧時間，對消防員的人身安全構(gòu)成了一定的威脅。

　　4.長時間自燃而爆炸

　　鋰電池能夠自燃，隨后會因為過熱而發(fā)生爆炸。產(chǎn)生過熱的原因包括電短路，快速放電，過度充電，制造缺陷，設(shè)計不良或機械損壞等等。過熱會導(dǎo)致”熱失控”過程的產(chǎn)生，也就是電池內(nèi)部的放熱反應(yīng)會導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度和壓力以很快速率上升，從而將能量浪費掉。

　　總結(jié)：對于鋰離子電池,熱失控是最嚴重的安全事故,鋰離子電池?zé)崾Э匾坏┌l(fā)生，很難終止其反應(yīng)，可在熱失控發(fā)生初期進行階段性預(yù)警，可以采取不同防護手段抑制熱失控的傳播，如強化電池冷卻系統(tǒng)、覆蓋隔熱層、隔絕空氣窒息作用等。