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电动汽车使用的锂电池在某些情况下可能会发生燃烧,这通常与电池内部的热失控现象有关。热失控可能由多种因素触发,包括:
1充电不当:使用不兼容或非原装的充电器,或者过长时间充电,可能导致电池发热、鼓胀,甚至起火爆炸。
2内部短路:电池内部的枝晶生长、隔膜损坏或外部冲击可能导致短路,从而引发热失控。
3外部冲击:如撞击、穿刺或挤压等,可能导致电池结构损伤,导致正负极短路,进而触发热失控。
4电池老化:随着使用时间的增长,电池内部可能会发生退化,增加了热失控的风险。
5环境因素:极端的温度条件,如高温或低温,也可能影响电池的安全性能。
锂电池燃烧或爆炸是一种严重的安全事故,通常由电池内部的热失控现象引起。热失控可能由多种因素触发,包括:外部短路、外部高温和内部短路是引起锂电池热失控的常见原因。内部短路可能是由于电池滥用(如过充过放导致的枝晶生长)、电池生产过程中的杂质或灰尘等引起。过充是锂电池起火的常见原因之一。当电池充电时间过长,电压持续过高时,锂离子电池内部容易出现枝晶短路,导致电池温度和压力不断上升,可能产生爆炸、起火的风险。高温环境下,锂电池的SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应,产生大量热量,可能导致隔膜融化、内部短路,从而引发燃烧。电车锂电池火灾事故中,多数是由于内部或外部短路造成,其次是由于充放电造成,还有其他原因包括设备意外启动等。锂电池火灾特点包括着火速度快、持续时间长,燃烧温度高,扑灭困难,长时间自燃甚至爆炸
电解液是锂离子电池中的关键组成部分,它是一种通常含有锂盐的液体,用于在电池的正负极之间传递锂离子。在锂离子电池中,电解液允许电流通过移动离子而不是电子,这是电池能够储存和释放能量的基础。电解液通常是由一种或多种有机溶剂(如碳酸酯类化合物)组成的,其中溶解了锂盐(如六氟磷酸锂 LiPF6)。有机溶剂可能包括二甲基碳酸酯(DMC)、乙烯碳酸酯(EC)、二乙基碳酸酯(DEC)、甲基乙基碳酸酯(EMC)等。这些有机溶剂可提供良好的溶解能力和离子传导性,但它们也带来了一些安全隐患,尤其是与热和氧气接触时的稳定性问题。当电解液遇到氧气,尤其是在高温条件下,会发生燃烧或爆炸的原因主要有:易燃性:电解液中的有机溶剂通常是易燃的,这意味着它们可以与氧气发生化学反应,即燃烧,释放能量。氧气的氧化作用:氧气是一种强氧化剂,可以促进或加剧燃烧过程。在电池发生热失控的情况下,电池内部的温度上升可能导致电解液分解,释放出更多的氧气,从而进一步加剧燃烧反应。热失控反应:如果电池的温度过高,可能会触发所谓的“热失控”现象,这是一种自我加速的热释放过程。在这种情况下,电池内部的温度迅速上升,导致电解液和其他电池材料(如电极材料)分解,释放出更多的气体(包括氧气和其他易燃气体),这些气体在高温和压力下可能会引发爆炸。因此,电池的设计和管理系统(如电池管理系统 BMS)必须确保电池在操作过程中保持在安全的温度范围内,防止热失控和与氧气接触。这也是为什么电池的安全机制会包括温度监控、压力释放装置和热管理系统。
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