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电池起火的共因以及存在的安全风险

文章出处:高格官网责任编辑:高格小编作者:高格仪器人气:发表时间:2021-11-26 10:26:55 【

电池起火的共因以及存在的安全风险
各种电池起火的共性原因是电池热失控,隐患总体可以分为三大类:
首先一类是环境高温,引起电池正负极的剧烈反应,反应会向可燃的电解液中释放大量的能量,并析出氧气,导致电池膨胀、过热甚至失火;
其次一类则是外部的物理性破坏,导致电池隔膜贯穿,正负极直接接触使得电池内短路,短时间内释放大量电能(可转换成热能),导致电池热失控;
最后一类则是电池过充、过放导致的内部结构损坏,从而引发电池的热失控。
什么是电池热失控?
热失控(Thermal runaway)是指由于锂离子液态电池在外部高温、内部短路,电池包进水或者电池在大电流充放电各种外部和内部诱因的作用下,导致电池内部的正、负极自身发热,或者直接短路,触发“热引发”,热量无法扩散,温度逐步上升,电池中负极表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、电解液、正负极等在高温下发生一系列热失控反应(热分解) 。
直到某一温度点,温度和内部压力急剧增加,电池的能量在瞬间转换成热能,形成单个电池燃烧或爆炸。引起单个电池热失控的因素很多、很复杂,但电流过大或温度过高导致的热失控占多数,下面重点介绍这种热失控的机理。
以锂离子电池为例,温度达到90 ℃时,负极表面SEI膜开始分解。温度再次升高后,正负极之间的隔膜(PP或PE)遇高温收缩分解,正、负极直接接触,短路引起大量的热量和火花,导致温度进一步升高。
热失控时,230 ℃~250 ℃的高温导致电解液几乎完全蒸发、分解了。它含有大量易燃、易爆的有机溶剂,逐步受到热失控的影响,最终分解发生燃烧,是热失控的重要原因。
电解液在燃烧同时,产生一氧化碳等有毒气体,也是重大的安全隐患。电解液如果泄漏,在外部空气中形成比重较大的蒸汽,容易在较低位置大范围扩散,这种扩散范围极易遇火源引起安全事故。

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