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介绍电动汽车锂离子电池起火的原因

2021-05-31   点击量:440

1异物穿刺


锂离子电池内部的正负极之间有一层隔膜,隔膜的重要用途是防止正负极接触,并且允许离子透过隔膜进行转移。异物穿刺一旦导致隔膜破损,假如异物是金属材料,就会直接导致正负电极通过金属异物短路;假如异物是非金属,穿刺过程中破坏了隔膜,导致正负极接触直接引起短路。


关于使用锂离子电池的电动汽车,行驶中假如被地面凸起的异物刺穿,会导致上面描述的情况发生,引起受损的锂离子电池内部发生短路发热,逐渐殃及到其它锂离子电池,最终导致整个电池包起火。


2外力冲击


外力冲击会导致锂离子电池内部结构损坏或外壳破损,严重情况下会导致锂离子电池的电极暴露在空气中,由于锂离子电池嵌锂负极具有强还原性,与金属态的锂性质接近,一旦接触空气就会发热冒烟,不及时得到控制就会起火。


关于电动汽车,外力冲击非常常见,例如电池包磕底、事故碰撞都会让锂离子电池受到冲击,一旦因外力冲击破坏锂离子电池内部结构,很容易导致电极短路或电极暴露,被破坏的电池发热燃烧并引燃其它电池,最终将火灾扩散到其他正常电池。


3内部短路


在锂离子电池的使用过程中,由于环境温度、电极特性等因素会出现锂枝晶,锂枝晶累积会破坏隔膜导致正负极短路,热量聚集引起锂离子电池自燃,除使用过程中生成锂枝晶导致内部短路外,隔膜出现瑕疵、集流体毛刺等也会破坏隔膜导致内部短路。


关于电动汽车,锂离子电池出现内部短路后会引起电动汽车自燃,目前市场上出现自燃的电动汽车,很大一部分是锂离子电池内部短路导致,这种情况一般毫无征兆,等到发现有自燃迹象时已经无法阻止事态恶化了。


4过充过放


锂离子电池过度充电会导致导致电解液发热并分解出现气体,气体在密封的电池内部形成压力,导致锂离子电池膨胀,膨胀过程假如隔膜破裂,正负极接触就会导致短路并起火。同样,外部大功率过放电也会导致电池内部发热并膨胀,出现和过充类似的破坏过程导致起火。


假如电动汽车出现故障后不能自动停止充电,就有可能导致过充的情况,亦或者电池包输出异常导致持续大电流放电(未超过保险丝熔断电流),热量会在锂离子电池内部积累并导致鼓包引起意外。


5内部进水


锂离子电池的负极嵌锂,锂是一种非常活泼的金属,遇水会发生剧烈的化学反应,将水分解为氢气并放出大量热量引起燃烧,锂离子电池内部进水后会导致灾难性的后果。


关于电动汽车,假如水进入电池包内部,由于电化学反应锂离子电池外壳被逐渐腐蚀,一旦外壳被腐蚀直至露出电极,电极遇水立即出现上述剧烈的化学反应,最终引燃整个电池包。


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钜大特种电池工程研究院

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