تحليل سبب الاشتعال من بطارية ليثيوم أيون

November 7, 2018

تحليل سبب الاشتعال من بطارية ليثيوم أيون

كمصدر للطاقة للمركبات الكهربائية النقية ، فإن السبب الرئيسي في اشتعال بطاريات الليثيوم أيون هو الهروب الحراري الناتج عن ارتفاع درجة حرارة البطارية ، والذي يحدث على الأرجح أثناء شحن البطارية وتفريغها. بما أن بطارية الليثيوم أيون نفسها لديها مقاومة داخلية معينة ، عندما تكون الطاقة الكهربائية الخارجة بالطاقة بواسطة طاقة كهربائية نقية ، يتم توليد كمية معينة من الحرارة ، بحيث تصبح درجة الحرارة الخاصة بها مرتفعة ، وعندما تتجاوز درجة الحرارة درجة حرارة التشغيل العادية مجموعة ، سوف تتضرر البطارية بأكملها. الحياة والسلامة. في السيارة الكهربائية الخالصة ، يتألف نظام طاقة البطارية من مجموعة من خلايا بطارية الطاقة. أثناء عملية التشغيل ، يتم توليد كمية كبيرة من الحرارة في صندوق بطارية صغير. إذا كانت الحرارة لا يمكن أن تتبدد بسرعة في الوقت المناسب ، فإن درجة الحرارة المرتفعة تؤثر على الطاقة. قد يكون عمر البطارية خارج نطاق السيطرة ، مما يتسبب في حوادث مثل الحريق والانفجار. من حيث المبدأ ، هناك أربعة أسباب رئيسية لفقد السيطرة:

(1) إساءة ميكانيكية

يحدث بشكل رئيسي في تصادم سيارة ، بسبب القوة الخارجية ، يتم تشويه خلية بطارية الليثيوم وحزمة البطارية ، ويحدث الإزاحة النسبية للأجزاء المختلفة للبطارية ، مما يؤدي إلى تمزق فاصل البطارية واختزال داخلي دائرة كهربائية؛ يؤدي تسرب الكهارل القابل للاشتعال في النهاية إلى نشوب حريق. في حالة الاستخدام الميكانيكي ، يكون التلف الثقيل هو الأخطر ، قد يؤدي إلى إدخال موصل في جسم البطارية ، مما يسبب دائرة قصيرة مباشرة بين الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية. في المقابل ، الاصطدام ، البثق ، وما إلى ذلك ، حدوث احتمالي فقط للدارة الداخلية القصيرة ، وتوليد الحرارة في عملية ثقب أكثر كثافة ، واحتمال تسبب الهروب الحراري أعلى.

(2) الإساءة الكهربائية

تنتج الإساءة الكهربائية بشكل رئيسي عن الاستخدام غير السليم للبطارية ، وهناك عدة أنواع من ماس كهربائى خارجي ، فائق الشحن وأكثر من التفريغ. من بينها ، يؤدي التصريف العابر إلى أقل ضرر ، ولكن نمو التشعبات النحاسية بسبب الإفراط في التفريغ سيقلل من سلامة البطارية ويزيد من احتمال الهروب الحراري. الدائرة القصيرة الخارجية هي نتيجة اتصال اثنين من الموصلات مع الضغط التفاضلي خارج الخلية. عندما تحدث الدائرة القصيرة الخارجية ، لا يمكن تبديد الحرارة الناتجة عن البطارية بشكل جيد ، وسوف ترتفع درجة حرارة البطارية وفقًا لذلك. خارج السيطرة.

الشحن الزائد هو واحد من أكثر ضروب الإساءة الكهربائية. تنمو dendrites الليثيوم على سطح الأنود بسبب الإفراط في تعريض الليثيوم. ثانيا ، يؤدي عدم التبادل المفرط للليثيوم إلى انهيار هيكل الكاثود بسبب الحرارة والأكسجين (إطلاق الأكسجين من الكاثود NCA). يؤدي إطلاق الأكسجين إلى تسريع تحلل الإلكتروليت ، مما ينتج كمية كبيرة من الغاز. كلما زاد الضغط الداخلي ، يفتح صمام العادم وتبدأ البطارية في التنفيس. بعد اتصال المادة الفعالة في الخلية بالهواء ، يحدث تفاعل عنيف ويتم تحرير كمية كبيرة من الحرارة ، مما يتسبب في احتراق البطارية.

(3) الاعتداء الحراري
ويشير سوء الاستخدام في المقام الأول إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلي في البطارية ، ونادراً ما يكون موجوداً بشكل مستقل ، وغالباً ما يتم تطويره من خلال إساءة ميكانيكية وإساءة استخدام الكهرباء ، وهو وضع يؤدي في النهاية إلى حوادث مثل الهروب الحراري. عادةً ما ينتج سوء الاستخدام الحراري عن دارة قصيرة ناجمة عن بيئة خارجية عالية أو حرارة بطارية عالية ناتجة عن عدم تشغيل نظام التحكم في درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى هروب حراري. لأسباب ، فإن سبب الإساءة الحرارية هو الأكثر تعقيدا. قد يؤدي التصادم أو التلف لحزمة البطارية أو البنية الداخلية للبطارية أو أداء أو فشل أنظمة الإدارة الحرارية الأخرى وأنظمة تكييف الهواء إلى إساءة استخدام الحرارة.

(4) دائرة كهربائية قصيرة

يتم الاتصال بالدوائر الداخلية القصيرة مباشرة بواسطة الأقطاب الموجبة والسالبة للبطارية. بطبيعة الحال ، تختلف درجة الاتصال ، كما أن التفاعلات اللاحقة التي تسببت بها مختلفة تمامًا. تؤدي الدوائر القصيرة الداخلية واسعة النطاق التي تحدث عادةً بسبب الانتهاك الميكانيكي والحراري مباشرةً إلى الإساءة الحرارية. سبب اختلال الدائرة الداخلية هو أيضا معقد. على سبيل المثال ، يتم شحن بطارية ليثيوم أيون ، ويتراكم dendrite إلى حد معين ، مما يؤدي إلى اختراق جهاز فصل البطارية. لذلك ، فإن دائرة كهربائية داخلية قصيرة أو اصطدام أو إصابة ثقوب تؤدي مباشرة إلى اتصال الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية ، مما يؤدي إلى هروب حراري. بالمقارنة مع الدائرة الداخلية القصيرة الناتجة عن العوامل الخارجية ، فإن الدائرة الداخلية القصيرة التي تسببها العيوب العفوية في عملية تصنيع البطاريات تكون خفيفة نسبياً ، والحرارة المتولدة عن دائرة القصر الداخلية الكامنة صغيرة ، ولا يتم تشغيل الهروب الحراري على الفور . علاوة على ذلك ، فإن هذا العيب المتأصل سيتطور خلال فترة زمنية إلى درجة أقل من الدارة الداخلية القصيرة.

من: موقع تخزين الطاقة في الصين