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探究动力锂电池系统安全性问题之触发

导读: 在上文《探究动力锂电池系统安全性问题之演变》中,我们对锂动力电池近些年的安全事故进行了回顾与分析,并引入了安全问题“演变”的概念,这里我们继续与大家分析安全事故”触发“的机理。

在上文《探究动力锂电池系统安全性问题之演变》中,我们对锂动力电池近些年的安全事故进行了回顾与分析,并引入了安全问题“演变”的概念,这里我们继续与大家分析安全事故”触发“的机理。

3.锂动力电池安全事故触发

经过演变过程,电池事故将会进入“触发”阶段。一般在进入触发阶段之后,锂离子动力电池内部的能量将会在瞬间集中释放,此过程不可逆且不可控,也称之为热失控(thermalrunaway)。热失控后的电池发生剧烈升温,温度可高达1000℃,并可以观察到冒烟、起火与爆炸等现象。

当然,从“安全性”的广义定义来看,电池安全事故中,也可能不发生热失控。如电池发生碰撞事故后并不一定发生热失控;而电池组绝缘失效造成人员高电压触电,电池漏液产生异味造成车载人员身体不适等情况下,电池也不会发生热失控。在动力电池系统的安全设计当中,以上情况都需要考虑。而热失控则是安全性事故最常见的事故原因,也是锂离子动力电池安全性事故特有的特点,故这里以热失控为核心进行了专门介绍。

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大量实验研究表明,热失控后的电池不一定会同时发生冒烟、起火与爆炸,也可能都不发生,这取决于电池材料发生热失控的机理。图4、图5与表2展示了某款具有三元正极/PE基质的陶瓷隔膜/石墨负极的25 A·h锂离子动力电池的热失控机理。图4为该款锂离子动力电池绝热热失控实验中的温度与电压曲线,根据其热失控温度变化的特征,将热失控过程分为了7个阶段。在不同阶段,电池材料发生了不同的变化,图5通过一系列的图片解释了各个阶段电池材料的变化情况。

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