動力鋰離子電池起火的原因及特點(diǎn)

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(diǎn)。鋰離子電池火災(zāi)事故在世界各地時(shí)有發(fā)生。鋰離子電池著火是一個(gè)非常不尋常的情況，但當(dāng)它發(fā)生時(shí)，它會引起強(qiáng)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(gè)層次,即“演變”、“觸發(fā)”與“擴(kuò)展”。從這三個(gè)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(shí)會產(chǎn)生一定的熱量，使得自身溫度變高，當(dāng)自身溫度超出其正常工作溫度范圍間時(shí)將會損害整個(gè)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(shí)候能把熱引進(jìn)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(yuǎn)一些，讓熱量充分發(fā)揮?！鼻裥缕窖a(bǔ)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(shí)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。”邱新平指出。

　　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(yuǎn)，所以要嚴(yán)格控制電解質(zhì)用量。

　　動力鋰離子電池起火的特點(diǎn)

　　1.著火速度快、持續(xù)時(shí)間長

　　根據(jù)NFPA（美國消防協(xié)會）的實(shí)驗(yàn)，火勢僅僅數(shù)秒鐘的時(shí)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(diǎn)是溫度高，根據(jù)NFPA的實(shí)驗(yàn)，燃燒中電池外部最高溫度可達(dá)283-1090攝氏度，電池內(nèi)部的溫度可達(dá)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(shí)踐中動力電池火災(zāi)的撲滅時(shí)間往往超過了消防員所攜帶的氧氣瓶的供氧時(shí)間，對消防員的人身安全構(gòu)成了一定的威脅。

　　4.長時(shí)間自燃而爆炸

　　鋰電池能夠自燃，隨后會因?yàn)檫^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(jì)不良或機(jī)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(fèi)掉。

　　總結(jié)：對于鋰離子電池,熱失控是最嚴(yán)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(jìn)行階段性預(yù)警，可以采取不同防護(hù)手段抑制熱失控的傳播，如強(qiáng)化電池冷卻系統(tǒng)、覆蓋隔熱層、隔絕空氣窒息作用等。