鋰電池有哪些不可忽視的熱失控問題?
新能源汽車.隨著電化學儲能的蓬勃發(fā)展,鋰電池的裝機容量日益增加。然而,新能源汽車和儲能電站的頻繁事故使鋰電池的安全問題備受關注。其中,危險的因素是鋰電池的熱失控。在這種情況下,鋰電池的熱失控問題有哪些不容忽視?讓我們和格雷普技術人員一起學習吧!
一.熱失控原理鋰電池
第1階段:125℃,開始熱失控階段。SEI膜反應分解,SEI分解使負極暴露在電解液中,促進電解液與負極中的鋰反應,產(chǎn)生氣體。
第2階段:125~180℃,電池內(nèi)部的氣體釋放和溫升加速。這一階段產(chǎn)氣速度加快,正極材料分解,如:LiCoO2分解產(chǎn)生O2.鋰鹽也會分解,比如LiPF6分解生成LiF和路易斯酸PF5.在高溫下,路易斯酸會與電解液反應產(chǎn)生大量氣體。
第3階段:180℃以上,發(fā)生熱失控。在這一階段,正負電極材料與電解液之間的化學反應和電解液分解反應率急劇增加,電池內(nèi)部溫度也急劇升高,減壓閥打開或自燃。
二.鋰電池熱失控的原因
1.機械亂用,如:擠壓.撞擊.針刺等,導致鋰電池(電池)在外力作用下發(fā)生變形,隔膜被破壞,正負短路,導致熱失控。
2.無序使用熱量,鋰電池在高溫環(huán)境下長時間工作。整個過程中的主要熱原是:外部高溫環(huán)境,使用過程中產(chǎn)生的極化熱.反應熱.分解熱等。
3.亂用電,鋰電池過度充電導致活性物質(zhì)結(jié)構受損,電解液分解產(chǎn)氣,導致電池內(nèi)部壓力增大。此外,還包括過放電.充電等大倍數(shù)(超出規(guī)格)。
三.鋰電池在不同環(huán)境溫度下的熱失控機制
1.低溫條件下:風險因素主要來源于鋰分析和鋰分枝晶體的生成。
2.常溫下:風險因素主要來自極化(歐母極化(.電化學極化等)產(chǎn)熱,或大倍數(shù)充/放電產(chǎn)熱。
3.高溫條件下:風險因素主要來危險因素,包括:SEI分解、隔膜收縮等。
四.防止鋰電池熱失控的措施
1.設置安全閥,但要嚴格控制安全閥的壓力范圍。
2.安裝熱敏電阻,避免電池過充或短路。
3.BMS準確的熱管理,使用電池時使用水冷.風冷等對電池降溫。
4.在電解液中使用添加劑,降低電解液的易燃性。
5.提升SEI成膜質(zhì)量,例如:在電解液中加入電解液LiCF3SO3等,使SEI更多的無機成分。
6.防止正極材料與電解液發(fā)生反應,例如:應用電解液中的添加劑或正極材料的涂層。
7.提高隔膜的溶點,例如:在隔膜兩側(cè)涂上瓷器層。
8.規(guī)范鋰電池的使用,減少或避免過度充電.過度放電等人為因素。