清華大學(xué)歐陽(yáng)明高教授在會(huì)上分析了動(dòng)力鋰電池熱失控的三種誘因

熱誘因

通俗來(lái)講，所謂的熱誘因就是外部高溫環(huán)境，包括外部起火、電池散熱不良等。在外部高溫下，由于鋰離子電池結(jié)構(gòu)的特性，SEI膜、電解液等會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，電解液的分解物還會(huì)與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，電芯隔膜將融化分解，多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量的出現(xiàn)。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路，電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累積的互相增強(qiáng)的破壞用途，其后果是導(dǎo)致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發(fā)生燃燒起火。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)電池單體溫度達(dá)到135℃時(shí)，隔膜開(kāi)始融化，電壓下降；150℃電池電壓快速下降；等溫度高達(dá)245℃時(shí)，隔膜完全崩潰，電池就會(huì)出現(xiàn)起火爆炸的現(xiàn)象。

電化學(xué)誘因

電池制造雜質(zhì)、金屬顆粒、充放電膨脹的收縮、析鋰等都有可能造成內(nèi)短路。這種內(nèi)短路是緩慢發(fā)生的，時(shí)間非常長(zhǎng)，而且不了解它什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)熱失控。若進(jìn)行試驗(yàn)，無(wú)法重復(fù)驗(yàn)證。目前全世界專(zhuān)家還沒(méi)有找到能夠重復(fù)由雜質(zhì)引起的內(nèi)短路的過(guò)程，都在研究當(dāng)中。

要解決這個(gè)問(wèn)題，首先提高制造工藝減少電池制造中的雜質(zhì)。這就要選擇產(chǎn)品品質(zhì)好的電池廠商，其次對(duì)內(nèi)短路進(jìn)行安全預(yù)測(cè)，在沒(méi)有發(fā)生熱失控之前，要找到有內(nèi)短路的單體。這意味著必須要找到單體的特點(diǎn)參數(shù)，可以先從一致性著手。電池是不一致的，內(nèi)阻也是不一致的，只要找到中間有變異的單體，就可以將其辨別出來(lái)。具體而言，正常的一個(gè)電池的等效電路和發(fā)生了微短路的等效電路，方程的形式實(shí)際上是相同的，只不過(guò)正常單體、微短路的單體的參數(shù)發(fā)生了變化。可以針對(duì)這些參數(shù)來(lái)進(jìn)行研究，看其在內(nèi)短路變化中的一些特點(diǎn)。

機(jī)械電氣誘因

碰撞是典型的機(jī)械觸發(fā)熱失控的一種方式，也就是汽車(chē)碰撞事故而引發(fā)電池受損。電池受損時(shí)也會(huì)出現(xiàn)內(nèi)短路而引發(fā)熱失控，但是這種短路與電化學(xué)誘因引發(fā)的短路不同，機(jī)械受損一般是瞬間發(fā)生的，對(duì)應(yīng)實(shí)際生活中的突發(fā)事故，強(qiáng)烈的撞擊、翻車(chē)、擠壓都可以導(dǎo)致電池在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生機(jī)械損壞。