锂电池安全的核心问题曝光了!都是这个原因!
电池专家,锂电池、铅酸电池、汽车电池,行情一网打尽!
2019年4月15日,电动车新国标即将落地,有专业人士预测,锂电池行业将迎来大的爆发期。对于锂电池发展而言,热失控是导致其发生安全事故最关键原因 。
锂电池发生热失控主要是由于内部产热远高于散热的速度,内部温度急剧上升,导致电池起火或者爆炸。事实上,造成锂电池热失控的原因复杂多样,主要分为内部和外部因素两大种。
内部因素主要是:在电池生产中存在的缺陷,导致内部电路短路。另外,由于电池的使用不当,也会导致内部产生锂离子的沉积,从而引发正负极短路。
外部因素主要是:对电池的碰撞、挤压和针刺等造成电池短路。电池外部短路使电池内部热量累积过快,温度过高,导致隔膜和正极材料等发生分解。
既然了解了锂电池热失控的两大原因,那么,接下来我们来具体谈谈该如何预防锂电池热失控?
(1)选材设计中:
由于锂电池在生产中,选型和热设计的不合理,会导致电池的温度升高、电缆的接头松动等情况。从电池材料设计角度,可以开发防止热失控的材料,阻断热失控的反应;另一方面,可以提前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。
(2)外部防护中:
碰撞是典型的机械触发热失控的一种方式。如果在实验室进行碰撞的一个仿真,最接近的是针刺。解决碰撞触发热失控的办法就是在电池的安全保护上下功夫。
据了解,电池制造杂质、金属颗粒、充放电膨胀的收缩、析锂等都有可能造成内短路。这种内短路是缓慢发生的,时间非常长,而且出现热失控的时间不可测。若进行试验,无法重复验证。目前全世界专家还没有找到能够重复由杂质引起的内短路的过程,都在研究当中。
总而言之,要避免锂电池热失控的问题,首先要选择高品质的电池厂商,选择合适的电池型号;其次对内短路进行安全预测,在没有发生热失控之前,及时找到有内短路的电池单体。
一般情况下,热失控发生之后,会一级又一级导致连环的热量积累,引发安全事故。未来,研发人员可以从如何来阻断和抑制热量急剧升高的角度入手,例如增加隔热层等等。但是,另一方面隔热层材料的选择又要能满足冷却的要求。 当然,随着科技的不断发展,对于解决锂电池热失控的方案将越来越丰富多样!