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警惕:锂电池爆燃太危险带你了解电池安全!



  新闻回顾:4月21日20时许,上海市徐汇区裕德路泰德花苑小区地下车库内,一辆特斯拉轿车在车库先是冒白烟,接着直接爆炸并伴随大量火焰,旁边两辆车不同程度烧损。4月22日早,特斯拉官方回应:在得知这起发生在上海的事故后,昨晚我们第一时间派出团队赶往现场。我们正在积极联络相关部门并配合核实情况。根据目前的信息显示,没有人员伤亡。

  1、爆燃:通过视频会发现,爆燃时前期征兆不明显,从冒烟到突然爆炸只有短短的几秒,所以要格外小心。然后是持续喷射状燃烧,喷射距离可达5米以上,还会形成巨大的火球、火舌,这就是锂电池爆燃时的特征。

  2、浓烟:电池燃烧时会瞬间释放大量气体,可分为可燃气体和有毒气体,在空间狭小的电池内部可燃气体可使电池爆炸,刚才提到的爆燃就是由这种气体引发。另外有毒气体能危及人的行动和意识,还会影响视野,对逃生非常不利。

  3、高温:锂电池燃烧时温度可以达到500-800度,如果周围有易燃物品极易发生火灾。

  安全一直是各个电池厂商的底线,就算是日益提高的能量密度,也脱不开配套的安全防护措施,我觉得在以后新能源电动汽车兴起的时代,我们都应该注重电池安全,虽然不需要多深入的学习,但一定要大概了解,提前预防电池起火自燃,避免人身财产受损!

  爆炸的定义:在极短时间内和较小空间里,释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化,同时破坏性极强。

  对于特斯拉上海自燃事件,很明显的可以看到,从起火(视频中显示冒烟)开始,到突然爆炸只有短短几秒钟,需要注意的是之后燃烧的火苗是喷射状,这就说明在燃烧的同时,电池内部有很大热量产生了很高的压力,爆炸前可能只有一块电芯或一组电芯出现问题,随着温度升高,本电芯的自然爆炸产生更高的温度,对周围电芯产生连锁反应,爆炸只是前期积累超大压力的突然释放。

  一、内部原因:大电流放电,产生大量的热,烧坏隔膜,而造成更大的短路现象,这样电芯就会产生高温,使电解液分解成气体,造成内部压力过大,当电芯的外壳无法承受这个压力时,电芯就会爆炸。常见情况有两种,一个是电池内部短路,另外一个是负极容量不足时会在负极的表面形成突起状“枝晶”,循环充放电后,“枝晶”会生长,最后刺穿隔膜纸,使内部短路。

  二、外部原因:高温环境致使电芯产生多种反应导致大量热量产生。隔膜融化导致内部短路,电能的释放又增大了热量,相互促进积累风险。进水,碰撞,挤压等导致的BMS芯片损坏熔断机制失效,体彩,或是内部电芯短路。

  三、工艺原因:如正极和负极混料、涂布、辊压、裁片或冲切、组装、加注电解液的量、封口、化成等诸道工序中,每一道工序出现问题都可能在以后的使用中埋下安全隐患。

  四、使用原因:存放不当造成的线路绝缘层老化短路。过充,虽然电池自身有断电机制,但是如果养成了长时间不拔插头的习惯,导致电路寿命缩短,保护电路失效时充电,正极的锂过度放出会使正极的结构发生变化,而放出的锂过多也容易无法插入负极中,也容易造成负极表面析锂,而且,当电压达到4.5V以上时,电解液会分解生产大量的气体,撑破外壳爆炸。过放情况参考第一条负极容量不足。

  因为使用锂电池的产品很多,以后会针对某些类型的产品做系统详细的分析,但是不管什么样的锂电池都离不开以下几条:

  2、养成良好的使用习惯,不过充,满电就断开电源,不过放,养成20%以上充电的习惯。锂电池怕水和高温,避免在恶略环境下使用及储存锂电池设备。不闲置,在长时间不使用时尽量避免满电闲置,闲置一段时间后最好使用一次。

  3、水冲法:水可以灭明火和降温,前提是需要大量的水,如果水量不足很有可能出现火上浇油的现象,不适合家用。

  正常情况下过压、过流、高温、低压等危机现象,电池的保护系统利用熔断机制断开电路或其他方法来阻止。如果没能阻止电池高温起火,那就属于热失控。热失控可以理解为锂电池的电流和温度都升高且互相促进,随着积累增强作用并逐步损坏的一种现象。既然是失控肯定有管理系统,电池都有一套BMS电池管理系统,俗称之为电池保姆或电池管家;电池管理系统(BMS)主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。

  由此可见BMS管理系统的重要性,它不仅仅是预防电池起火,还要有电池SOC高精度估算算法,控制电流电压,提高电池一致性的自动均衡,危险报警等等,想要了解BMS的功能和特点,关注我咱们下次再说。