電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
鋰離子電池被廣泛使用于電動車上,電動車電池起火事件也是屢見不鮮。那么是什么因素會導致鋰離子電池起火呢?以下5個作死科學試驗帶你一探到底。
1異物穿刺
鋰離子電池內部的正負極之間有一層隔膜,隔膜的主要作用是戒備正負極接觸,并且準許離子透過隔膜進行轉移。異物穿刺一旦導致隔膜破損,如果異物是金屬材料,就會筆直導致正負電極通過金屬異物短路;如果異物是非金屬,穿刺過程中破壞了隔膜,導致正負極接觸筆直引起短路。
對于使用鋰離子電池的電動車,行駛中如果被地面凸起的異物刺穿,會導致上面描述的情況發生,引起受損的鋰離子電池內部發生短路發熱,逐漸殃及到其它鋰離子電池,最終導致整個電池組起火。
2外力沖擊
外力沖擊會導致鋰離子電池內部結構損壞或外殼破損,嚴重情況下會導致鋰離子電池的電極暴露在空氣中,由于鋰離子電池嵌鋰負極具有強還原性,與金屬態的鋰性質接近,一旦接觸空氣就會發熱冒煙,不及時得到控制就會起火。
對于電動車,外力沖擊非經常見,例如電池組磕底、事故碰撞都會讓鋰離子電池受到沖擊,一旦因外力沖擊破壞鋰離子電池內部結構,很容易導致電極短路或電極暴露,被破壞的電池發熱燃燒并引燃其它電池,最終將火災擴散到其他正常電池。
3內部短路
在鋰離子電池的使用過程中,由于環境溫度、電極特性等因素會萌生“鋰枝晶”,鋰枝晶累積會破壞隔膜導致正負極短路,熱量集中引起鋰離子電池自燃,除使用過程中生成鋰枝晶導致內部短路外,隔膜出現瑕疵、集流體毛刺等也會破壞隔膜導致內部短路。
對于電動車,鋰離子電池出現內部短路后會引起電動車自燃,目前市場上出現自燃的電動車,很大一部分是鋰離子電池內部短路導致,這種情況一般毫無征兆,等到發現有自燃跡象時已經無法阻止事態惡化了。
4過充過放
鋰離子電池過度充電會導致導致電解液發熱并分析萌生氣體,氣體在密封的電池內部形成壓力,導致鋰離子電池膨脹,膨脹過程如果隔膜破碎,正負極接觸就會導致短路并起火。同樣,外部大功率過放電也會導致電池內部發熱并膨脹,出現和過充類似的破壞過程導致起火。
如果電動車出現故障后不能自動停止充電,就有可能導致過充的情況,亦或者電池組輸出異常導致繼續大電流放電(未超過保險絲熔斷電流),熱量會在鋰離子電池內部積累并導致鼓包引起意外。
5內部進水
鋰離子電池的負極嵌鋰,鋰是一種非常活潑的金屬,遇水會發生劇烈的化學反應,將水分析為氫氣并放出大量熱量引起燃燒,鋰離子電池內部進水后會導致災難性的后果。
對于電動車,如果水進入電池組內部,由于電化學反應鋰離子電池外殼被逐漸腐蝕,一旦外殼被腐蝕直至露出電極,電極遇水立即出現上述劇烈的化學反應,最終引燃整個電池組。
通過上面的5個小試驗,我們了解了導致鋰離子電池起火的原由,并且了解了鋰離子電池火災極難控制。因此,一旦在電動車使用中發現冒煙、起火等征兆后,務必第一時間逃生,不能因小失大!
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