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鋰離子電池為何會爆炸

鉅大LARGE  |  點擊量:70次  |  2020年08月19日  

摘要
鋰離子電池為什么會爆炸?為了理解鋰離子電池的原理,我們可以理解鋰離子電池爆炸的原因。1.過充導致放出的鋰過多,負極容量不足,充電時產生的鋰就無法插入負極石墨的間層結構中,會在負極表面形成金屬鋰。長期以

鋰離子電池為何會爆炸?


為了理解鋰離子電池的原理,我們可以理解鋰離子電池爆炸的原因。


1.過充導致放出的鋰過多,負極容量不足,充電時出現的鋰就無法插入負極石墨的間層結構中,會在負極表面形成金屬鋰。長期以來,鋰分子將從負表面層向鋰離子電池生長網狀晶體結構。這種鋰金屬晶體會穿過膜片,導致正負短路故障。有時充電電池在短路故障發生之前爆炸,因為鋰離子電池電解液等原材料會破壞蒸汽,導致電池套管或壓力閥爆裂,允許二氧化碳與沉積在負表面層的鋰原子發生反應,然后爆炸。


2.當電池充電時,電流限制也是必要的。當電流過大時,鋰離子電池不能趕上層間結構,會聚集在陰極材料的表面層。這種鋰離子電池會在原材料表面出現鋰離子晶體,就像過度充電相同,會導致危險因素。


因此,一般在鋰離子電池組,除了鋰離子電池,還有一個鋰離子電池保護板,俗稱bms(電池管理系統),中文名稱是充電電池智能管理系統。它可以根據鋰電源的工作電壓、電流和溫度信息含量,在發生干擾的情況下,對鋰電源進行檢測。


無論是純電動汽車還是電動汽車,鋰離子安全事故都不新鮮。在舊的國家標準時期,電動汽車行業已經有了少量的鋰離子應用,已經發生了許多安全事故,關鍵原因是鋰離子電池芯不穩定,封裝加工技術不成熟,對鋰離子應用習慣知之甚少。隨著國家標準時期鋰離子使用量的新增,假如不采取一些對策,安全事故發生的可能性很大。


鋰離子電池安全的措施


1.安全措施一:會在負極表面形成金屬鋰。


現在我國的鋰離子制造水平仍然沒有韓國那么高,日本的一致精度,鋰離子核本身就有一定的安全風險,假如只有純硬件配置的bms板進行維護,這樣的電子元件就有無效的概率,一旦bms無效,就不可防止地導致安全生產事故。


解決方法是新增遠程控制傳輸數據控制模塊,完成所有重要電氣設備元件的數據互連,其中鋰離子電池充電數據信息。根據公司的數據信息監控管理平臺,預測電池故障模式、預警用戶及方便的服務項目、萌芽期的安全風險。


2.安全措施二:改良結構,提升鋰離子電池安全性


與純電動汽車相比,鋰離子在電動汽車中的應用更加極端。整車具有較差的防震性能;實時道路條件復雜;車輛經常放在房間外面,充電電池會立即暴露,通過輕輕吹拂,陽光、雨水。


自行設計的尾礦設計方法采用密封式透氣干、防滲水、防水氣體結構,內部加入高傳熱系數硅橡膠。另外,還保證了所有的鋰離子電池在平均溫度中間,以確保鋰離子電池的一致性,從而提高整個電池的使用壽命。


3.安全防范措施三:雙向握手識別電路,確保電池不亂用


電動汽車在銷售市場的基礎是一種直接連接放電方法,方便用戶使用電池。假如鋰被用作鉛酸蓄電池的汽車,也就是說,鉛在鋰市場上銷售;或者作為試運行的寶庫,用于鉛酸蓄電池的循環試驗;還將繼續有維修人員使用鉛酸蓄電池控制板或充電頭來取代鋰電動汽車控制板和充電頭。這是鉛酸電池的壞習慣。一旦鋰被用于鉛酸蓄電池汽車,由于鉛酸蓄電池控制板具有防蓄電池充電,且不符合鋰蓄電池低壓保護點會造成安全風險。


對應的措施是,在鋰離子電池板和控制板的中間,在bms板和充電頭之前,提出了雙波識別電源電路,假如鋰離子電池互不匹配,充電控制電路將被關閉。


4.鋰離子電池安全預防措施四:PGR電機防止鋰離子電池反充電


電阻抗充電,關于鉛酸蓄電池是一個很好的興趣點,但關于鋰離子,它變成了一個安全風險點。


鋰離子電池反充電有什么危害?詳細介紹了鋰離子電池充電的基本原理,即鋰離子電池正在從正常階段滑動,從膜片和鋰離子電池電解液向負級多孔結構的高純石墨過渡的全過程。假如鋰離子電池的轉移速率不夠快,轉移總數過高,則會停留在負表面層,出現鋰樹枝晶。影響鋰離子電池轉移總數和轉移速率的重要因素是工作溫度和電流大小。


雖然所有的鋰離子汽車都取消了單車效應,但在整個下坡運行過程中仍然存在反向充電電流。當電機額定功率超過額定轉速比時,自感電動勢工作電壓將高于電池電壓,動能將倒流回充電電池,整車下降速度越快,磁感應電動勢越高,反向電流越大。


特別是在國家標準電動汽車最大時速限制為25km/h時,下坡段的滑動速率將超過25km/h時速,反向電流大,尤其是在寒冷的冬季,鋰離子電池電解質的電導率降低,鋰離子電池的傳輸速率降低,負面層金屬材料鋰枝晶更易發生變化,橫隔膜更易出現,輕度刺入電池體積下降,電池壽命加快下降,重則出現大面積短路發熱,最終失控爆炸燃燒。


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