Phân tích nguyên nhân gây cháy của pin lithium ion

Là nguồn năng lượng cho xe điện thuần túy, nguyên nhân chính gây ra sự đánh lửa của pin lithium-ion là nguyên nhân gây ra nhiệt do quá nhiệt của pin, rất có thể xảy ra trong quá trình sạc và xả pin. Vì chính pin lithium-ion có điện trở nội bộ nhất định, khi năng lượng điện đầu ra được cung cấp bởi năng lượng điện thuần, một lượng nhiệt nhất định được tạo ra, để nhiệt độ của nó trở nên cao và khi nhiệt độ vượt quá nhiệt độ hoạt động bình thường của nó phạm vi, toàn bộ pin sẽ bị hỏng. Cuộc sống và an toàn. Trong một chiếc xe điện thuần túy, hệ thống pin năng lượng bao gồm một đa số các tế bào pin điện. Trong quá trình làm việc, một lượng lớn nhiệt được tạo ra trong một hộp pin nhỏ. Nếu nhiệt không thể nhanh chóng tiêu tan trong thời gian, nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng đến sức mạnh. Tuổi thọ pin thậm chí có thể nằm ngoài tầm kiểm soát, gây ra tai nạn như cháy và nổ. Về nguyên tắc, có bốn lý do chính khiến mất kiểm soát:

(1) Lạm dụng cơ học

Chủ yếu xảy ra trong vụ va chạm của xe hơi, do lực bên ngoài, pin lithium và pin bị biến dạng, và sự dịch chuyển tương đối của các bộ phận khác nhau của pin xảy ra, làm cho bộ tách pin bị rách và một đoạn ngắn bên trong mạch; sự rò rỉ điện phân dễ cháy cuối cùng gây ra hỏa hoạn. Trong lạm dụng cơ học, thiệt hại đâm thủng là nghiêm trọng nhất, nó có thể chèn một dây dẫn vào thân pin, gây ra một mạch ngắn trực tiếp giữa các điện cực dương và âm. Ngược lại, va chạm, đùn, vv, chỉ xảy ra xác suất của ngắn mạch nội bộ, sự sinh nhiệt trong quá trình đâm thủng dữ dội hơn, và xác suất gây ra runaway nhiệt cao hơn.

(2) Lạm dụng điện

Lạm dụng điện chủ yếu là do sử dụng pin không đúng cách, và có một số loại mạch ngắn bên ngoài, quá tải và xả quá mức. Trong số đó, việc xả tạm thời gây ra ít gây hại nhất, nhưng sự tăng trưởng của các nhánh đồng do quá tải sẽ làm giảm sự an toàn của pin và tăng khả năng xảy ra nhiệt. Mạch ngắn bên ngoài là kết quả của việc kết nối hai dây dẫn với áp suất vi sai bên ngoài tế bào. Khi mạch điện bên ngoài xảy ra, nhiệt sinh ra bởi pin không thể tiêu tan tốt, và nhiệt độ pin sẽ tăng lên tương ứng. mất kiểm soát.

Quá tải là một trong những nguy hiểm nhất của lạm dụng điện. Lendrites lithium phát triển trên bề mặt của anode do quá nhiều intercalation lithium. Thứ hai, quá trình thiêu kết quá mức của lithium làm cho cấu trúc cực âm bị sụp đổ do sự giải phóng nhiệt và oxy (giải phóng oxy từ cathode NCA). Việc giải phóng oxy làm tăng tốc độ phân hủy của chất điện phân, tạo ra một lượng lớn khí. Khi áp suất bên trong tăng lên, van xả sẽ mở ra và pin bắt đầu chảy ra. Sau khi các vật liệu hoạt động trong tế bào tiếp xúc với không khí, một phản ứng bạo lực xảy ra, và một lượng lớn nhiệt được giải phóng, do đó gây ra quá trình đốt cháy của pin.

(3) Lạm dụng nhiệt
Lạm dụng nhiệt chủ yếu đề cập đến quá nóng cục bộ trong pin, hiếm khi tồn tại độc lập, thường được phát triển thông qua lạm dụng cơ học và lạm dụng điện, và là tình huống gây ra tai nạn như chạy trốn nhiệt. Lạm dụng nhiệt thường được gây ra bởi một mạch ngắn gây ra bởi một môi trường bên ngoài cao hoặc một nhiệt độ cao pin gây ra bởi hệ thống kiểm soát nhiệt độ không hoạt động, do đó gây ra runaway nhiệt. Vì lý do, nguyên nhân gây ra sự lạm dụng nhiệt là phức tạp nhất. Va chạm và hư hỏng của pin, cấu trúc bên trong của pin, hiệu suất hoặc sự thất bại của các hệ thống quản lý nhiệt khác và hệ thống điều hòa không khí có thể dẫn đến lạm dụng nhiệt.

(4) ngắn mạch nội bộ

Mạch ngắn bên trong được tiếp xúc trực tiếp với các điện cực dương và âm của pin. Tất nhiên, mức độ tiếp xúc là khác nhau, và các phản ứng tiếp theo gây ra cũng rất khác nhau. Các mạch ngắn bên trong quy mô lớn thường do lạm dụng cơ học và nhiệt sẽ trực tiếp dẫn đến lạm dụng nhiệt. Nguyên nhân của ngắn mạch nội bộ cũng phức tạp. Ví dụ, pin lithium ion được sạc quá mức, và dendrite tích lũy đến một mức độ nhất định, làm cho bộ tách pin xâm nhập. Do đó, một mạch ngắn bên trong hoặc va chạm hoặc chấn thương đâm thủng trực tiếp làm cho các điện cực dương và âm tiếp xúc với nhau, dẫn đến tình trạng thiếu nhiệt. So với mạch ngắn bên trong được tạo ra bởi các yếu tố bên ngoài, mạch ngắn bên trong gây ra bởi các khuyết tật tự phát trong quá trình sản xuất pin tương đối ôn hòa, và nhiệt sinh ra do ngắn mạch nội bộ vốn có, và thời gian chạy nhiệt không được kích hoạt ngay lập tức . Hơn nữa, khiếm khuyết vốn có này sẽ phát triển trong một khoảng thời gian tới mức ngắn hơn của mạch ngắn bên trong.

Từ: Trang web lưu trữ năng lượng của Trung Quốc