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锂离子电池为什么会爆炸?

2022-05-21 09:44:41

锂离子电池爆炸的新闻大家都看过,也很感兴趣,今天我们就来聊聊为啥锂离子电池为什么会爆炸。首先我们要知道锂电池的工作原理,以及在什么情况下有可能会爆炸。

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一、锂离子电池为什么会爆炸

1、过充导致锂释放过多,负极容量不足。充电过程中产生的锂不能插入负极石墨的层间结构,会在负极表面形成金属锂。长期以来,锂分子会从负表面层向锂离子电池生长网状晶体结构。这种锂金属晶体将通过膜片,导致正负短路故障。有时,可充电电池会在短路故障发生之前爆炸,因为锂电池电解液等原材料会破坏蒸汽,导致电池套筒或压力阀破裂,使二氧化碳与沉积在负极表面层的锂原子发生反应,然后爆炸

2、当蓄电池充电时,还需要电流限制。当电流过大时,锂离子电池无法赶上上部结构,会聚集在正极材料的表层。这种锂离子电池会在原材料表面产生锂离子晶体,就像过度充电一样,会导致危险因素

因此,通常在锂电池组中,除了锂电池外,还有一个锂电池保护板,俗称BMS(电池管理系统),中文名称为充电电池智能管理系统。它可以根据锂电源的工作电压、电流和温度信息内容,在受到干扰的情况下检测锂电源

无论是纯电动汽车还是电动汽车,锂离子安全事故都不是新鲜事。旧国标时期,电动汽车行业锂离子应用量小,安全事故多发。关键原因是锂电池电池不稳定,包装和加工技术不成熟,对锂离子应用习惯知之甚少。随着国家标准期内锂离子使用量的增加,如果不采取一些对策,发生安全事故的可能性很大


二、避免锂离子电池爆炸安全措施

1、负极表面将形成金属锂

目前,中国锂离子制造水平仍不及韩国。由于日本一贯的精度,锂离子磁芯本身具有一定的安全风险。如果只维护具有纯硬件配置的BMS板,则此类电子元件将有失效的可能性。一旦BMS失效,必然导致安全生产事故

解决方案是增加一个远程控制传输数据控制模块,完成所有重要电气设备组件的数据互联,包括锂离子电池充电数据信息。根据公司数据信息监控管理平台,预测电池故障模式、预警用户、便捷服务项目和安全风险,处于萌芽阶段

2、改进锂电池结构,提高安全性

与纯电动汽车相比,锂离子在电动汽车中的应用更为极端。整车防震性能差;复杂的实时路况;车辆通常放置在室外,可充电电池会立即暴露。自行设计的尾矿设计方案采用密封、透气、干燥、防水的气体结构,内部添加高传热系数的硅橡胶。此外,它还确保所有锂离子电池都处于平均温度的中间,以确保锂离子电池的一致性,从而提高整个电池的使用寿命

3、双向握手识别电路,确保电池不被滥用

电动汽车基于销售市场的直接连接和放电方案,方便用户使用电池。如果锂被用作铅酸电池的载体,也就是说,铅在锂市场上销售;或作为试运行的宝库,用于铅酸蓄电池的循环试验;维修人员将继续使用铅酸蓄电池控制面板或充电头更换锂电动车控制面板和充电头。这是铅酸电池的一个坏习惯。铅酸蓄电池车辆一旦使用锂,由于铅酸蓄电池控制面板具有防电池充电功能,且不满足锂电池的低压保护点,将产生安全风险

相应的措施是在锂离子电池板与控制板之间提出一种双波识别电源电路,在BMS板和充电头之前。如果锂离子电池不匹配,充电控制电路将关闭

4、PGR电机避免锂电池反向充电

电阻充电,这是铅酸电池的一个好兴趣点,但它成为锂离子电池的一个安全风险点

锂电池反向充电的危害是什么?详细介绍了锂离子电池充电的基本原理,即锂离子电池从正常阶段,从隔膜和锂离子电池电解液到具有负孔结构的高纯石墨的整个滑动过程。如果锂离子电池的转移速度不够快,总转移量过高,就会停留在负极表面层,产生锂树枝晶。影响锂离子电池总转移量和转移速率的主要因素是工作温度和电流

虽然所有锂离子汽车都已消除了单车效应,但在整个下坡过程中仍存在反向充电电流。当电机的额定功率超过额定速比时,自感电动势的工作电压将高于蓄电池电压,动能将流回可充电蓄电池。整车下降速度越快,磁感应电动势越高,反向电流越大

特别是国标电动车最高速度限制在25kmh时,下坡段滑行速度将超过25kmh,反向电流较大。特别是在寒冷的冬季,锂电池电解液的电导率降低,锂离子电池的透过率降低,负极金属材料的锂枝晶更容易发生变化,隔膜更容易产生,对电池体积的轻微渗透减少,电池寿命下降更快,特别是,有大面积的短路加热,最终失控爆炸和燃烧。


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