疯狂守寡多年的的肥岳

  • <acronym id="mcbcd"><s id="mcbcd"></s></acronym>
      <pre id="mcbcd"><ruby id="mcbcd"><menu id="mcbcd"></menu></ruby></pre><pre id="mcbcd"><del id="mcbcd"><xmp id="mcbcd"></xmp></del></pre>

      <tr id="mcbcd"></tr>
    1.  

      行業動態:
      首頁 > 昆明路燈鋰電池,昆明鋰電池保護板,昆明電動車鋰電池定制,云南鋰電池技術培訓,昆明鋰電池加盟>行業動態

      新能源汽車電池熱失控是怎樣發生的?鋰電池廠家告訴你

      來源:www.eternalphase.net 發布時間:2019年10月10日

        新能源行業發展越來越迅速,新能源汽車也逐漸被大眾所接受,買的人是越來越多;但是,在開著車的時候多少會遇到車輛電池失控的情況,昆明鋰電池;沒發生還好,一旦發生了,冷靜處理,避免發生交通事故;下面一起來看看新能源汽車電池熱失控是怎樣發生的。

      01、熱失控的內因和外因

        從宏觀角度看,熱失控的觸發原因可以分為兩類,內因和外因。
       
        內因,就是電芯自身的問題,常見的包括老化造成的各種性能的衰退,如內阻增大,長期輕度不當使用造成的鋰金屬沉積等等,隨著時間的積累,這種內因造成的熱失控風險會逐漸增加。
       
        內因引起的風險,不能消除,只能預防,監測,及時發現問題電芯,及早排除隱患;
       
        外因,就是除了電芯自然使用產生的影響因素之外的其他因素。一些意外事故,比如交通事故、異物沖擊等造成的電池包機械損傷,進而導致短路,起火;另外一類外因就是人為的濫用。比如浸水、熱沖擊、振動、沖擊、火焰灼燒等惡劣外部環境因素,過充過放、過壓欠壓、外短路等電氣上的不當使用,這些都可能成為引發熱失控的原因。
       
        如果概率性的遇到了意外事故,只得以保護人員安全為目標,設計相關的報警、延緩事故蔓延的措施,給人員撤離預留時間。濫用性質的外圍因素,常??梢酝ㄟ^合理的設計,規范的使用得到規避或者緩解。
       
        與外因相關的,國內外都制定了相關的電池安全標準。工信部2015年頒布了一批針對動力電池的標準(GB 31485-2015,GB 31467.3-2015),目的是規范電芯質量,使得通過標準檢測的電芯,遇到濫用情形,可以失去功能,但不能造成人身傷害。
       
      02、熱失控過程發生了什么
       
      2.1 一個熱失控實驗
       
        人們早已認識到動力電池安全的重要性,關于熱失控的研究一直是行業熱點。綜合一些文獻觀點,看看鋰電池熱失控過程中都發生了什么。
       
        先從一個實驗說起,研究者從電芯循環壽命不同階段的角度研究電芯熱失控特點。
       
        研究人員選取初始狀態非常近似的一組電芯進行測試。電芯分別經歷恒流恒壓充電過程和恒流放電過程,以同樣的充放電參數進行循環壽命測試。電芯按照不同循環次數劃分組別,新電芯(1次循環),200次循環電芯,400次循環,600次循環,800次循環,1000次循環電芯,共6組。將樣品置于同樣的環境下以相同功率加熱,其熱失控情況形下圖所示。
       
        循環次數越多的電芯,其熱失控開始的時間越早,作者分析原因,是因為SEI膜的老化,使得其結構發生了變化,越來越易于分解。關于1000次循環電芯的熱失控現象作者并沒有給出解釋,本文不妄作猜測。
       
        實驗中明顯區分成三個階段:電芯溫度緩慢上升階段,溫度急劇上升階段和瞬間溫度劇烈上升階段。這恰好對應了其他研究中提出的關于熱失控階段劃分理論。
       
      2.2 熱失控的階段劃分
       
        階段的劃分方法存在著不同的說法,核心應該是,跨越了哪個點,熱趨勢將無法逆轉。有理論認為這個點是隔膜的大規模溶解。在此之前,溫度降下來,物質活性下降,反應會減緩。一旦突破這個點,正負極已經直接相對,電芯內部溫度不可能被降低,無法終止反應的繼續了。
       
        該理論將熱失控劃分為三個階段,自生熱階段(50℃-140℃),熱失控階段(140℃-850℃),熱失控終止階段(850℃-常溫),文獻提供的隔膜大規模融化溫度起始于140℃。
       
        不同材料類型的電芯,具體溫度會有區別,為了說明方便,只針對一種電芯的數據表述。
       
      2.3自生熱階段

        一些文獻在簡單提及自生熱階段時,將其描述為,自生熱階段,就是鋰電池負極SEI膜熱分解的階段。自生熱階段,又被叫做熱積累階段,它開始于SEI膜的溶解。SEI膜在溫度達到90℃左右的時候,其溶解現象就會被明顯的觀察到。

        (插播,什么是SEI膜:SEI膜是鋰電池在首次充電化成中,由負極材料和電解液反應生成的一層鈍化膜,其作用是一方面包覆負極材料,保護其結構不受破壞;另一方面,是能夠讓鋰離子通過,并嵌入負極材料中。)

        SEI膜的溶解,使得負極以及負極內包含的嵌鋰碳成分直接暴露在電解液里,嵌鋰碳與電解液發生放熱反應,造成溫度升高。溫度的上升反過來促進了SEI膜的進一步分解。如果沒有外部降溫手段的作用,這個過程會滾動向前,直至SEI膜全部分解。
       
        SEI膜分解過程中,及分解完成后,鋰單質始終在參與反應。隨著溫度進一步上升,電解液中的其他成分逐步加入反應過程,熱量的累積速度也越來越快,如圖“鋰電池熱失控中參與反應的物質及對應溫度”所示。
       
        溫度上升,使得隔膜開始融化,離子通道趨于閉合。帶電離子無法通過,外部參數顯示為電芯內阻增加。
       
        在這個過程中,副反應產生的氣體充滿電芯內部,外部可能觀察到電芯厚度增加,安全閥開啟,電解液泄漏的現象。
       
        正常工作系統中可能的熱量積累過程
       
        在實驗中,SEI膜溶解的起始點是由加熱手段制造的。實際應用過程中,起始階段的熱積累可能是老化原因導致的。隨著電池老化程度加深,原來合理的工作參數,可能會演變為超負荷的運行參數。比如,新電芯持續放電電流1C,這里按照新電芯的容量來定義工作電流。當電芯老化后,其容量已經下降,內阻已經增加,還用原來的電流放電,發熱量必然上升,系統散熱裝置可能無法散去全部熱量,造成了初始的熱量積累。

      2.4 熱失控階段
       
        溫度超過140℃以后,正負極材料都加入了電化學反應的行列,反應物質量的增加,使得溫度的提升速度更快了。
       
        外部可以觀測到的參數變化,是電壓的急劇下跌,其過程被描述為:達到這個溫度區間后,隔膜開始大量融化,正負極直接連通,造成大規模短路的發生。
       
        至此,熱失控已經開始,不會再停下來。
       
        短時間內,劇烈的反應生成大量氣體的同時生成大量的熱,熱量又給氣體加熱,膨脹的氣體沖破電芯殼體,發生物質噴射之類的現象,四散的物質也帶走了部分熱量。熱失控達到了最激烈的狀態。最高溫度也在這個階段到達。
       
      熱失控的蔓延
       
        如果周圍有其他電芯,則在此階段,通過把熱量向周圍傳播,熱失控可能向其他電芯蔓延。
       
        熱量可能通過連接的導電件傳導,也可能因為體積膨脹,原來保有間距的電芯,在此時已經彼此貼緊,電芯殼體之間直接傳導熱量。
       
        安全閥也可能成為熱失控蔓延的原因。如果電芯有著火現象,一般會發生在電芯材料與空氣充分接觸的安全閥口處??梢韵胍?,安全閥開口對著哪些電芯,哪些電芯就會被火焰炙烤,進而發生熱失控。
       
      2.5 熱失控終止
       
        熱失控一旦發生,其終止只能是反應物全部燃盡。消防部門的一份報告顯示,對于鋰電池這種封閉殼體內包含高能量的裝置,消防手段暫時無法終止正在進行的熱失控。滅火劑,無法真正觸及正在進行的反應物質。消防員在火場風險很高,但能夠采取的措施比較有限,一般就是隔離事故現場。
       
        只有待反應物耗盡,熱失控過程才能自然終止。
       
      03、外因造成的熱失控


        外因引起的熱失控,無論是外部短路,還是過流充電等,相同的一點,都是短時間內給電芯提供了巨大熱量,使得電芯溫度急劇上升,相對內因造成的熱失控,熱量積累的時間會比較短。

      相關文章

      疯狂守寡多年的的肥岳
    2. <acronym id="mcbcd"><s id="mcbcd"></s></acronym>
        <pre id="mcbcd"><ruby id="mcbcd"><menu id="mcbcd"></menu></ruby></pre><pre id="mcbcd"><del id="mcbcd"><xmp id="mcbcd"></xmp></del></pre>

        <tr id="mcbcd"></tr>