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簡析鋰離子電池起火的深層次問題

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年04月16日  

1、電池診斷和實時監測也鞭長莫及


新能源汽車使用的鋰離子電池的特性體現在它重要是化學能到電能的轉化過程。化學產品,往往對溫度非常的敏感,而電池系統的溫度采集,一方面,做不到電芯內部采集,另一方面,一個電芯一個或多個采集點,會導致采集和管理系統硬件的龐雜。同時,非常多的傳感器,也會給系統布置、成本、可靠性方面帶來困難。常規的溫度采集管理系統,重要針對的是模組級或系統級,關于工藝性、一致性非常好的高品質電芯,有限的溫點采集,是完全夠用的。例如,LEAF的電池系統(2010版),只有四個點的溫度采集。但是,關于一致性差、工藝控制差的電芯來說,是很危險的。電芯本體溫度差異,電芯個體之間差異很難通過溫度傳感器反映出來。這就是巨大的風險。所以說,車輛特別是公共交通使用大巴等,高品質的電芯選型和應用,非常關鍵和重要。


2、事故的探測還不夠及時


前文談到的溫度采集,還有一點不足之處:溫點采集無法深入到電芯內部。在發生微短路或熱量變化初期,電芯外表面或環境溫點采集,同樣存在熱傳導的時間差,而這個時間,恰恰是最寶貴的時間。電池不同于汽油燃料,一點就著火。電池在碰撞或內短路故障發生到熱失控前,從短路、冒煙,到燃燒乃至更猛烈的爆燃的變化過程是緩慢的。這里通過電芯熱失控狀態下,故障時間的這一概念來闡明這個問題:LFP從過熱冒煙到起火,可以延遲到10分鐘,前文提到大巴使用LFP電池,技術上是有道理的。而三元鋰離子電池,故障發生時間要短很多,從起火到爆燃,只有幾秒的時間,所以電池管理系統故障探測的即時性和準確性是非常重要的。這是寶貴的逃生時間。


3、電池電解液存在泄漏風險


電池的電解液是重要可燃物。正常工作狀態下,電解液不斷的被正負極吸入和吐出(方便于理解,其實是鋰離子穿梭于正負極之間),電解液在175℃~185℃時就會大量分解,不僅能釋放出有毒的物質,還有一定的助燃性。所以日本的科研人員一直在研究防火防爆電解液。


電解液的泄漏,在發生事故時,一定是助漲了燃燒的程度。在圓柱、方形、軟包鋰離子三種電池中,軟包電池的泄漏風險更大一些。


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