鋰電池有哪些不可忽視的熱失控問(wèn)題?

　　隨著(zhù)新能源汽車(chē)、電化學(xué)儲能的大力發(fā)展，鋰電池的裝機量在與日俱增。但新能源汽車(chē)和儲能電站的事故頻發(fā)，使得鋰電池的安全問(wèn)題備受關(guān)注。其中，最危險的因素就是鋰電池熱失控問(wèn)題，既然如此，那鋰電池有哪些不可忽視的熱失控問(wèn)題呢，下面跟格瑞普技術(shù)人員來(lái)一起了解一下吧!

　　一、鋰電池熱失控原理

　　第1階段：125℃，熱失控開(kāi)始階段。SEI膜反應分解，SEI的分解使負極暴露在電解液中，促使電解液與負極中的鋰反應并生成氣體。

　　　第2階段：125~180℃，電池內部氣體釋放和升溫加速。該階段產(chǎn)氣速率加快，正極材料分解，如：LiCoO2分解產(chǎn)生O2。鋰鹽也會(huì )分解，如LiPF6分解生成LiF和路易斯酸PF5。而路易斯酸會(huì )在高溫下與電解液反應產(chǎn)生大量的氣體。

　　第3階段：180℃以上，熱失控發(fā)生。該階段正/負電極材料與電解液之間的放熱反應和電解液分解反應速率急劇增大，電池內部溫度也相應的急劇升高，泄壓閥打開(kāi)或引發(fā)自燃。

　　也有研究者將熱失控細分為如下范圍：

二、鋰電池熱失控的原因

　　1、機械濫用，如：擠壓、碰撞、針刺等，在外力的作用下導致鋰電池(電芯)發(fā)生形變，隔膜被破壞，正負極之間短路而誘發(fā)熱失控。

　　2、熱濫用，鋰電池高溫環(huán)境下長(cháng)時(shí)間工作，整個(gè)過(guò)程中的主要熱源有：外界高溫環(huán)境，使用過(guò)程中產(chǎn)生的極化熱、反應熱、分解熱等。

　　3、電濫用，鋰電池過(guò)充電導致活性物質(zhì)結構遭到破壞，電解液分解產(chǎn)氣，導致電池內部壓強增大。除此之外，還包括過(guò)放電、大倍率(超過(guò)規格)充電等。

　　三、不同環(huán)境溫度下鋰電池熱失控機理

　　1、低溫下：風(fēng)險因素主要來(lái)自負極側的析鋰及鋰枝晶的生成。

　　2、常溫下：風(fēng)險因素主要來(lái)自極化(歐姆極化、電化學(xué)極化等)產(chǎn)熱，或大倍率充/放電下的產(chǎn)熱。

　　3、高溫下：風(fēng)險因素主要來(lái)自材料的失效，包括：SEI的分解，隔膜的收縮等。

　　四、鋰電池熱失控的預防措施

　　1、設置安全閥，但安全閥壓力值范圍需要嚴格把控。

　　2、安裝熱敏電阻，防止電池過(guò)充或短路。

　　3、BMS精確的熱管理，電池使用過(guò)程中利用水冷、風(fēng)冷等對電池降溫。

　　4、電解液中添加劑的使用，降低電解液的可燃性。

　　5、提高SEI成膜質(zhì)量，如：在電解液中添加LiCF3SO3等，使SEI中的無(wú)機成分更多。

　　6、阻止正極材料與電解液的反應，如：電解液中添加劑的使用或正極材料的包覆。

　　7、提高隔膜的熔點(diǎn)，如：在隔膜兩側涂陶瓷層。

　　8、規范使用鋰電池，減小或杜絕過(guò)充、過(guò)放電等人為因素。