電動(dòng)汽車鋰離子電池組燃燒及爆炸的原因
鋰離子電池的熱穩(wěn)定性對(duì)溫度、過充、擠壓或碰撞都很敏感,容易發(fā)生燃燒甚至爆炸。提高鋰離子電池的安全性,避免安全事故的發(fā)生,是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一。
鋰離子電池發(fā)生燃燒或爆炸的根本原因是由于熱失控導(dǎo)致溫度急劇升高,最終達(dá)到燃點(diǎn)而引起燃燒,或因反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體,導(dǎo)致由于內(nèi)部壓力超過外殼所能承受的壓力而引起的爆炸。
對(duì)于電動(dòng)汽車中的鋰離子電池組,大量單體電池組裝在電池箱中,電池之間的熱耦合效應(yīng)使得熱管理更加復(fù)雜,再加上電動(dòng)汽車惡劣的工作環(huán)境,導(dǎo)致其電池輸出功率波動(dòng)較大,充放電頻繁。因此,安全問題更值得關(guān)注。與單體電池相比,鋰離子電池組在安全保護(hù)措施上也存在差異。因此,有必要研究相關(guān)的安全措施。

鋰離子電池燃燒的原因:
? ? ? ?鋰離子電池在充放電過程中,正極、負(fù)極和電解質(zhì)中的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng),釋放熱量,使電池溫度升高。當(dāng)熱量積累到一定程度時(shí),就會(huì)發(fā)生熱失控,導(dǎo)致鋰離子電池燃燒爆炸。通過分析鋰離子電池隔膜、正負(fù)極板等三個(gè)關(guān)鍵部件的可燃性和產(chǎn)煙性情況,并以鋰離子電池火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),可以看出主要危害鋰離子電池起火的是隔膜,其次是負(fù)極板和正極板。
如果鋰離子電池系統(tǒng)中的產(chǎn)熱速率超過散熱速率,則溫度將繼續(xù)升高。溫度升高不僅會(huì)因反應(yīng)物達(dá)到燃點(diǎn)而引起燃燒,還會(huì)因熱失控進(jìn)一步升高系統(tǒng)溫度,加速活性物質(zhì)的反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體。電池由于內(nèi)部壓力急劇增加而爆炸。特別是在電池充放電過程中,當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí),部分電池單體的溫度容易超過允許使用溫度。可見,鋰離子電池的爆炸是反應(yīng)熱積累引起的熱爆炸。