Analisis penyebab penyalaan baterai lithium ion

Sebagai sumber energi untuk kendaraan listrik murni, penyebab utama pengapian baterai lithium-ion adalah pelarian termal yang disebabkan oleh panas berlebih dari baterai, yang kemungkinan besar terjadi selama pengisian baterai dan pemakaian. Karena baterai lithium-ion itu sendiri memiliki resistansi internal tertentu, ketika output energi listrik ditenagai oleh tenaga listrik murni, sejumlah panas tertentu dihasilkan, sehingga suhu sendiri menjadi tinggi, dan ketika suhu melebihi suhu operasi normalnya. jangkauan, seluruh baterai akan rusak. Hidup dan aman. Dalam kendaraan listrik murni, sistem daya baterai terdiri dari sejumlah sel baterai listrik. Selama proses kerja, sejumlah besar panas dihasilkan dalam kotak baterai kecil. Jika panas tidak cepat hilang dalam waktu, suhu tinggi akan mempengaruhi daya. Masa pakai baterai bahkan mungkin di luar kendali, menyebabkan kecelakaan seperti kebakaran dan ledakan. Pada prinsipnya, ada empat alasan utama hilangnya kontrol:

(1) Pelecehan mekanis

Terutama terjadi dalam tabrakan mobil, karena kekuatan eksternal, sel baterai lithium dan paket baterai berubah bentuk, dan perpindahan relatif dari bagian-bagian yang berbeda dari baterai terjadi, menyebabkan pemisah baterai akan robek dan pendek internal sirkuit; kebocoran elektrolit yang mudah terbakar akhirnya menyebabkan kebakaran. Dalam penyalahgunaan mekanis, kerusakan tusukan adalah yang paling serius, mungkin memasukkan konduktor ke dalam tubuh baterai, menyebabkan hubungan pendek langsung antara elektroda positif dan negatif. Sebaliknya, tabrakan, ekstrusi, dll, hanya kejadian probabilistik dari sirkuit pendek internal, pembangkitan panas dalam proses tusukan lebih intens, dan probabilitas menyebabkan pelarian termal lebih tinggi.

(2) Kekerasan listrik

Penyalahgunaan listrik terutama disebabkan oleh penggunaan baterai yang tidak tepat, dan ada beberapa jenis sirkuit pendek eksternal, terlalu mahal dan kelebihan muatan. Di antara mereka, debit sementara menyebabkan kerusakan paling sedikit, tetapi pertumbuhan dendrit tembaga karena over discharge akan mengurangi keamanan baterai dan meningkatkan kemungkinan pelarian termal. Hubungan pendek eksternal adalah hasil dari koneksi dua konduktor dengan tekanan diferensial di luar sel. Ketika hubungan pendek eksternal terjadi, panas yang dihasilkan oleh baterai tidak dapat dihilangkan dengan baik, dan suhu baterai akan naik sesuai. lepas kendali.

Pengisian yang berlebihan adalah salah satu penyalahgunaan listrik yang paling berbahaya. Dendrit lithium tumbuh di permukaan anoda karena interkalasi lithium yang berlebihan. Kedua, deintercalation lithium yang berlebihan menyebabkan struktur katoda runtuh akibat panas dan pelepasan oksigen (pelepasan oksigen dari katoda NCA). Pelepasan oksigen mempercepat penguraian elektrolit, menghasilkan sejumlah besar gas. Saat tekanan internal meningkat, katup buang terbuka dan baterai mulai melampiaskan. Setelah bahan aktif dalam kontak sel udara, reaksi keras terjadi, dan sejumlah besar panas dilepaskan, sehingga menyebabkan pembakaran paket baterai.

(3) Kekerasan termal
Heat abuse terutama mengacu pada overheating lokal dalam baterai, jarang ada secara independen, sering dikembangkan melalui penyalahgunaan mekanis dan penyalahgunaan listrik, dan merupakan situasi yang pada akhirnya memicu kecelakaan seperti pelarian termal. Thermal abuse umumnya disebabkan oleh hubungan pendek yang disebabkan oleh lingkungan eksternal yang tinggi atau panas baterai tinggi yang disebabkan oleh sistem kontrol suhu tidak berfungsi, sehingga menyebabkan pelarian termal. Untuk alasan, penyebab penyalahgunaan panas adalah yang paling rumit. Tabrakan dan kerusakan paket baterai, struktur internal baterai, kinerja atau kegagalan sistem manajemen termal lainnya dan sistem pendingin udara dapat menyebabkan penyalahgunaan panas.

(4) Korsleting internal

Korsleting internal langsung dihubungi oleh elektroda positif dan negatif dari baterai. Tentu saja, tingkat kontaknya berbeda, dan reaksi selanjutnya yang ditimbulkan juga sangat berbeda. Sirkuit internal besar-besaran biasanya disebabkan oleh penyiksaan mekanis dan termal akan langsung menyebabkan penyalahgunaan termal. Penyebab korsleting internal juga rumit. Misalnya, baterai lithium ion kelebihan beban, dan dendrit terakumulasi sampai batas tertentu, menyebabkan pemisah baterai menembus. Oleh karena itu, sirkuit pendek internal atau tabrakan atau cedera tusukan langsung menyebabkan elektroda positif dan negatif untuk menghubungi, mengakibatkan pelarian termal. Dibandingkan dengan sirkuit pendek internal yang dihasilkan oleh faktor eksternal, sirkuit pendek internal yang disebabkan oleh cacat spontan dalam proses manufaktur baterai relatif ringan, dan panas yang dihasilkan oleh sirkuit pendek internal yang melekat kecil, dan pelarian termal tidak segera dipicu. . Selain itu, cacat yang melekat ini akan berevolusi selama periode waktu ke tingkat yang lebih rendah dari sirkuit pendek internal.

Dari: Situs penyimpanan energi China