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2022-04-25 点击量:449次
尽管安全的概率是流氓电动汽车,毕竟,新事物的统计数据还不足以代表整个电动汽车集团的安全。因此,本报告厅只是为了推广锂离子电池的可能安全风险,以及如何防范这些隐患。
三元锂离子电池粘结剂导电剂电极活性物质的燃烧点低于普通烃气体的爆炸极限范围。锂离子电池热失控的气体释放量可达到爆炸的下限,导致严重的燃烧和爆炸。
三元锂离子电池失控后,热释放可在一分钟内释放70%的锂离子电池。电池单体的火焰将从正极喷射,导致周围电池的连锁反应,导致火灾后的快速燃烧。高达800℃的火焰(传统汽油车约400C)容易点燃汽车内部或其他部件,并且电池被广泛地分布在底盘上。
锂离子电池电解液重要是碳酸二乙酯乙醚碳酸丙烯酯等可燃有机溶剂。在高温下容易挥发,形成各种有毒有害气体,如甲苯乙烯一氧化碳氟化氢。
三元锂离子电池的燃烧和灭火困难通常伴随着大量的白烟、高能见度和大量的腐蚀性气体,使消防人员难以进行灭火。而且由于电池内部组分供应了可燃材料和氧化剂干粉泡沫等常规灭火剂,所以电池着火几乎是不可能的。虽然大量的水可以冷却电池系统来灭火,但是当电池壳被损坏时,电池中活泼的金属铝被水燃烧。相反,它可能会新增火灾,甚至引起爆炸。在文学研究中,提到亚纳米固相微粒和惰性气体混合物的气溶胶可用作灭火剂。但。这不是例行公事。
所以我们看到特斯拉在地下车库着火后不得不等待车辆完全燃烧,不能有效地扑灭火灾,不得不堵住车库。防止第一次进入中毒。
上述词之一是热失控,这是锂离子电池自燃风险的重要原因。热失控意味着电池使用过程中出现的热量不能分散,温度不正常上升,而是导致电池内部反应更加严重,释放更多的热相促进燃烧或爆炸。
例如,这张图片:NCM电池负极(材料为钛酸锂)的温度和加热曲线。普通锂离子电池在使用过程中应合理控制电池温度。然而,假如电动汽车的热管理设计不好,可以看出,随着电池温度的升高,电池内部出现了大约80摄氏度的放热峰值,SEI薄膜开始溶解。然后温度继续上升约135℃,正负极短路温度急剧上升到200℃左右。大电池爆燃了。
当温度达到一定阈值时,过高的温度会对电池造成损坏,但并不完全致命。假如电池安全机制设计得很好,就有机会抑制温度。但是当某个阈值形成连锁反应时,爆燃是不可防止的。每个温度节点与锂离子电池材料不同,例如三元锂离子电池的热失控温度约为190℃,磷酸铁锂的热失控温度约为230℃。
因此,磷酸铁锂离子电池比三元锂离子电池更安全,而另一侧则是产品,但汽油的潜在风险已经超过100年。不可否认的是,它也比新的锂离子电池更低。
但失控并不容易。为何热失控?电池的内部原因(自发)也有外部原因。内部原因是你通常不使用它或触摸它。电池里有你自己的短路。只要能够通过国家标准测试的产品的概率实际上很低。
内部原因受材料和工艺的影响。磷酸铁锂比三元锂更安全,因为它的热失控温度较高(3元190C)、磷酸铁锂230C(3元190C)。但目前,这一过程的影响大于材料造成的差异。例如,在电池制造过程中,在隔膜表面吸附导电的金属粉末电池的各个部件的尺寸不能准确匹配。导致不可逆转的温度升起火灾。
外部原因和错误的使用包括充电外短路、高温超压和外力冲击。过量充电会导致正极过度释放锂,负极过度嵌入导致锂枝晶体对正负极造成不可逆转的损坏和持续加热。
锂离子电池的压力也可分为内压和外压,内压来自电解液的热膨胀,锂分枝的晶体形成,气体变化等。外压来自环境压力机械碰撞引起的挤压压力变化,无论是外压还是内压。电池内强度低的隔膜粘合剂会引起锂离子电池内部短路工作的异常事故。
外力冲击、振动、坠落、挤压、穿刺等行为也会导致电池隔膜破裂和短路,这也会对电池组的外力造成控制芯片和设备的损坏。然后导致剧烈燃烧甚至爆炸。与磷酸铁锂离子电池相比,三元锂离子电池在针刺和外部高温试验的情况下具有更高的温度升高、更加有毒的气体释放、更高的热失控温度、更低的潜在风险。
但是怎么做呢?假如一辆电动汽车想跑得很远,它必须是三元锂离子电池才能满足要求。至于安全,它必须取决于汽车公司BMS电池封装的水平。
电池作为一种危险货物被确定的事实是,汽车公司的工作是尽量减少风险。该怎么办?防止和防止风险。动力锂电池的应用安全性是一项系统工程,无法保证电池的热失控。在集团设计中建立了多种安全保障。
过量充电是锂离子电池热失控的重要原因之一。因此,电池管理系统BMS要防止电池充电。这并不简单,因为生产一致性。每个电池的特性必然不同。有些电池已经满了,而另一些则要在这个时候充电。宝马斯要首先估计电池的电源状态(SOC),以确保电池总是处于合理状态的第二动态监控。实时监测电池组电池单端电压充放电电流,防止过充和过量现象..第三,每个电池的单体平衡充电确保了电池组内部单体的一致性。还必须考虑锂离子电池在使用过程中老化的不一致性,以估计电池的SOH(电池的健康状况)。可以想象,7000多个电池单元控制的难度。
这是对锂离子电池潜在风险的过度充电,因为其他原因(碰撞变形的环境温度过高等)。控制器应能够及时控制电池温度,如强迫空气对流液体冷却方法、相变方法等。当电池明火时,激活蓄电池内的灭火程序。被动电池包装设计要通过不同电池模块和外部短路来降低风险扩散速度,从而降低电池爆燃的速度。有足够的时间逃跑。
锂离子电池本身也应有安全保障,如最简单的热阻开关(保险丝)。当电池温度异常上升时,其电阻会新增。它自动停止供电;当温度上升到一定程度时,也有适当的隔膜设计,以防止锂离子通过中断放电反应和电池输气。设置安全阀(气体孔),防止电池内压过高等。
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