鉅大LARGE | 點擊量：296次 | 2024年01月04日
介紹動力鋰離子電池組著火的原因和處置方法
動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是電池內的熱量未能按照設計的意圖進行釋放，引起內外燃燒物的燃點后起火，引起的原因重要有外部短路、外部高溫和內部短路。
1、內部短路：由于電池的濫用，如過充過放導致的支晶、電池生產過程中的雜質灰塵等，將惡化生成刺穿隔膜，出現微短路，電能量的釋放導致溫升，溫升帶來的材料化學反應又擴大了短路路徑，形成了更大的短路電流，這種互相累積的互相增強的破壞，導致熱失控。
2、外部短路：以電動汽車為例。實際車輛運行中發生危險的概率很低，一是整車系統裝配有熔斷絲和電池管理系統BMS，二是電池能承受短時間的大電流沖擊。極限情況下，短路點越過整車熔斷器，同時BMS失效，較長時間的外部短路一般會導致電路中的連接薄弱點燒毀，很少導致電池發生熱失控事件。現在，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的危害。
3、外部高溫：由于鋰離子電池結構的特性，高溫下SEI膜、電解液、EC等會發生分解反應，電解液的分解物還會與正極、負極發生反應，電芯隔膜將融化分解，多種反應導致大量熱量出現。隔膜融化導致內部短路，電能量的釋放又增大了熱量的生產。這種累計的互相增強的破壞用途，其后果是導致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發生燃燒起火。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池起火的原因分析
作為純電動汽車的能量來源，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生。由于鋰離子電池自身具有一定的內阻，在輸出電能為純電動供應動力的同時會出現一定的熱量，使得自身溫度變高，當自身溫度超出其正常工作溫度范圍間時將會損害整個電池的壽命和安全。純電動汽車中，動力鋰電池系統是由多個動力鋰電池單體電芯構成，在工作過程中出現大量的熱聚集在狹小的電池箱體內，假如熱量不能夠及時地快速散出，高溫會影響動力鋰電池壽命甚至出現熱失控，從而引發起火爆炸等事故。
解決熱失控的方式
▲冷卻方式的提升
熱管理系統重要負責控制溫度，確保電池一直處在一個合理的運行溫度下。通常，熱管理系統由整車控制器控制，在電池包溫度異常時，通過空調系統進行及時散熱或者加熱，保證電池安全以及壽命。電池的散熱方式根據導熱方式和介質的不同而分為四項：空氣冷卻(風冷)、液體冷卻(水冷)、相變材料(固體)、和結合冷卻(風冷/水冷+固體冷卻)幾種。
內部改進即從電芯內部的材料結構上進行改造，從而使電池具備更好的耐熱、散熱性能。以目前的研究熱點來說，發展固態電解液；對正負極進行結構改造；以及引入安全性更高的隔膜材料都是從內部提升電池熱性能的主流方法之一。
鋰離子電池起火應如何處置？
分析了電池著火的原因，當鋰離子電池著火要進行滅火處理時，讓我們看下特斯拉(Tesla)的推薦方法：
1、假如遭遇小火災，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候，不要與任何高壓部件接觸，始終使用絕緣工具進行檢查。
3、假如高電壓電池在火災中彎曲、扭曲、損壞，總之就是變得不成樣子，或者懷疑電池出現問題。那么滅火時的用水量不能太少，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束前完全冷卻。假如沒有熱成像攝像頭，就必須監控電池是否會復燃。冒煙表示電池仍然很熱，監控一直要保持到電池不再冒煙的至少一小時之后。
