動(dòng)力鋰離子電池組起火的原因分析

引起鋰離子電池組著火的最重要原因是因?yàn)殡姵貎?nèi)的熱量沒(méi)有能夠按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行釋放，達(dá)到內(nèi)外燃燒物的燃點(diǎn)后導(dǎo)致起火，而這其中的重要原因又有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。

作為純電動(dòng)汽車的能量來(lái)源，鋰離子電池組起火的重要原因重要是電池過(guò)熱而造成的熱失控，這種過(guò)熱在電池充放電過(guò)程中最容易發(fā)生。由于鋰離子電池自身具有一定的內(nèi)阻，在輸出電能為純電動(dòng)供應(yīng)動(dòng)力的同時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定的熱量，使得自身溫度變高，當(dāng)自身溫度超出其正常工作溫度范圍間時(shí)將會(huì)損害整個(gè)鋰離子電池組的壽命和安全。

動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)是由多個(gè)動(dòng)力鋰電池單體電芯構(gòu)成，在工作過(guò)程中出現(xiàn)大量的熱聚集在狹小的電池箱體內(nèi)，假如熱量不能夠及時(shí)地快速散出，高溫會(huì)影響動(dòng)力鋰離子電池組壽命甚至出現(xiàn)熱失控，從而引發(fā)起火爆炸等事故。

針對(duì)鋰離子電池組熱失控的情況，目前國(guó)內(nèi)主流的解決方法重要從外部保護(hù)和內(nèi)部改進(jìn)兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。外部保護(hù)重要是指系統(tǒng)方面的升級(jí)改進(jìn)，內(nèi)部改進(jìn)是指針對(duì)電池本身進(jìn)行提高。

1.外部短路

外部短路可能是由于操作不當(dāng)或誤用所致，由于外部短路，鋰離子電池組放電電流很大，會(huì)使鐵芯發(fā)熱，高溫會(huì)使鐵芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞，造成內(nèi)部短路，造成火災(zāi)。

2.內(nèi)部短路

由于內(nèi)部短路現(xiàn)象，電芯的大電流放電出現(xiàn)大量熱量，燒毀膜片，出現(xiàn)較大的短路現(xiàn)象，從而出現(xiàn)高溫，使電解液分解為氣體，導(dǎo)致內(nèi)部壓力過(guò)大。當(dāng)核心的外殼無(wú)法承受這種壓力時(shí)，核心就會(huì)著火。

3過(guò)充

當(dāng)鐵心過(guò)充時(shí)，鋰從正極的過(guò)度釋放會(huì)改變正極的結(jié)構(gòu)，過(guò)多的鋰容易被插入負(fù)極，也容易造成鋰沉淀在負(fù)極表面，當(dāng)電壓超過(guò)4.5V時(shí)，電解質(zhì)分解出現(xiàn)大量氣體。所有這些都會(huì)引起火災(zāi)。

4.水份含量過(guò)高

水可以與內(nèi)核中的電解質(zhì)反應(yīng)生成氣體。充電時(shí)能與所出現(xiàn)的鋰發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)氧化鋰，造成芯部容量損失，極易造成芯部過(guò)充出現(xiàn)氣體。水的分解電壓低，充電時(shí)容易分解成氣體。當(dāng)這些氣體出現(xiàn)時(shí)，堆芯的內(nèi)部壓力會(huì)新增，當(dāng)堆芯的外殼不能承受這些氣體時(shí)。那時(shí)，核心會(huì)爆炸。

5.負(fù)極容量不足

當(dāng)負(fù)極相對(duì)正極的容量不足，或根本沒(méi)有容量時(shí)，充電時(shí)出現(xiàn)的部分或全部鋰不能插入負(fù)極石墨的層間結(jié)構(gòu)，會(huì)沉積在負(fù)極表面。突起的樹突，在下一次裝藥時(shí)，這個(gè)突起的部分更加有可能引起鋰沉淀。經(jīng)過(guò)數(shù)十到數(shù)百輪的充電和放電，樹突將會(huì)長(zhǎng)大，并最終刺穿隔膜紙，使內(nèi)部短路。