動(dòng)力鋰離子電池組著火的原因

引起鋰離子電池組著火的本質(zhì)是電池內(nèi)的熱量未能按照設(shè)計(jì)的意圖進(jìn)行釋放，引起內(nèi)外燃燒物的燃點(diǎn)后起火，引起的原因重要有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。

1、內(nèi)部短路：由于電池的濫用，如過充過放導(dǎo)致的支晶、電池生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)灰塵等，將惡化生成刺穿隔膜，出現(xiàn)微短路，電能量的釋放導(dǎo)致溫升，溫升帶來的材料化學(xué)反應(yīng)又?jǐn)U大了短路路徑，形成了更大的短路電流，這種互相累積的互相增強(qiáng)的破壞，導(dǎo)致熱失控。

2、外部短路：以電動(dòng)汽車為例。實(shí)際車輛運(yùn)行中發(fā)生危險(xiǎn)的概率很低，一是整車系統(tǒng)裝配有熔斷絲和電池管理系統(tǒng)BMS，二是電池能承受短時(shí)間的大電流沖擊。極限情況下，短路點(diǎn)越過整車熔斷器，同時(shí)BMS失效，較長(zhǎng)時(shí)間的外部短路一般會(huì)導(dǎo)致電路中的連接薄弱點(diǎn)燒毀，很少導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控事件。現(xiàn)在，比較多的PACK公司采用了回路中加熔斷絲的做法，更能有效的防止外短路引發(fā)的危害。

3、外部高溫：由于鋰離子電池結(jié)構(gòu)的特性，高溫下SEI膜、電解液、EC等會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，電解液的分解物還會(huì)與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，電芯隔膜將融化分解，多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量出現(xiàn)。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路，電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累計(jì)的互相增強(qiáng)的破壞用途，其后果是導(dǎo)致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發(fā)生燃燒起火。

鋰離子電池起火的原因分析

作為純電動(dòng)汽車的能量來源，鋰離子電池組起火的重要原因重要是電池過熱而造成的熱失控，這種過熱在電池充放電過程中最容易發(fā)生。由于鋰離子電池自身具有一定的內(nèi)阻，在輸出電能為純電動(dòng)供應(yīng)動(dòng)力的同時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定的熱量，使得自身溫度變高，當(dāng)自身溫度超出其正常工作溫度范圍間時(shí)將會(huì)損害整個(gè)電池的壽命和安全。純電動(dòng)汽車中，動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)是由多個(gè)動(dòng)力鋰電池單體電芯構(gòu)成，在工作過程中出現(xiàn)大量的熱聚集在狹小的電池箱體內(nèi)，假如熱量不能夠及時(shí)地快速散出，高溫會(huì)影響動(dòng)力鋰電池壽命甚至出現(xiàn)熱失控，從而引發(fā)起火爆炸等事故。

解決熱失控的方式

▲冷卻方式的提升

熱管理系統(tǒng)重要負(fù)責(zé)控制溫度，確保電池一直處在一個(gè)合理的運(yùn)行溫度下。通常，熱管理系統(tǒng)由整車控制器控制，在電池包溫度異常時(shí)，通過空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)散熱或者加熱，保證電池安全以及壽命。電池的散熱方式根據(jù)導(dǎo)熱方式和介質(zhì)的不同而分為四項(xiàng)：空氣冷卻(風(fēng)冷)、液體冷卻(水冷)、相變材料(固體)、和結(jié)合冷卻(風(fēng)冷/水冷+固體冷卻)幾種。

內(nèi)部改進(jìn)即從電芯內(nèi)部的材料結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造，從而使電池具備更好的耐熱、散熱性能。以目前的研究熱點(diǎn)來說，發(fā)展固態(tài)電解液；對(duì)正負(fù)極進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造；以及引入安全性更高的隔膜材料都是從內(nèi)部提升電池?zé)嵝阅艿闹髁鞣椒ㄖ弧?/p>

鋰離子電池起火應(yīng)如何處置？

分析了電池著火的原因，當(dāng)鋰離子電池著火要進(jìn)行滅火處理時(shí)，讓我們看下特斯拉(Tesla)的推薦方法：

1、假如遭遇小火災(zāi)，火焰沒有蔓延到高壓電池部分，可以采用二氧化碳或ABC干粉滅火器滅火。

2、在徹底檢查火情的時(shí)候，不要與任何高壓部件接觸，始終使用絕緣工具進(jìn)行檢查。

3、假如高電壓電池在火災(zāi)中彎曲、扭曲、損壞，總之就是變得不成樣子，或者懷疑電池出現(xiàn)問題。那么滅火時(shí)的用水量不能太少，消防用水要有足夠的量。

4、電池著火可能要24小時(shí)才能完全撲滅。使用熱成像攝像頭，可以確保高電壓電池在事故結(jié)束前完全冷卻。假如沒有熱成像攝像頭，就必須監(jiān)控電池是否會(huì)復(fù)燃。冒煙表示電池仍然很熱，監(jiān)控一直要保持到電池不再冒煙的至少一小時(shí)之后。