動(dòng)力鋰離子電池組著火的原因

引起鋰離子電池組著火的本質(zhì)是電池內(nèi)的熱量未能按照設(shè)計(jì)的意圖進(jìn)行釋放，引起內(nèi)外燃燒物的燃點(diǎn)后起火，引起的原因重要有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。

由于電池的濫用，如過(guò)充過(guò)放導(dǎo)致的支晶、電池生產(chǎn)過(guò)程中的雜質(zhì)灰塵等，將惡化生成刺穿隔膜，出現(xiàn)微短路，電能量的釋放導(dǎo)致溫升，溫升帶來(lái)的材料化學(xué)反應(yīng)又?jǐn)U大了短路路徑，形成了更大的短路電流，這種互相累積的互相增強(qiáng)的破壞，導(dǎo)致熱失控。

以電動(dòng)汽車為例。實(shí)際車輛運(yùn)行中發(fā)生危險(xiǎn)的概率很低，一是整車系統(tǒng)裝配有熔斷絲和電池管理系統(tǒng)BMS，二是電池能承受短時(shí)間的大電流沖擊。極限情況下，短路點(diǎn)越過(guò)整車熔斷器，同時(shí)BMS失效，較長(zhǎng)時(shí)間的外部短路一般會(huì)導(dǎo)致電路中的連接薄弱點(diǎn)燒毀，很少導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控事件。現(xiàn)在，比較多的PACK公司采用了回路中加熔斷絲的做法，更能有效的防止外短路引發(fā)的危害。

由于鋰離子電池結(jié)構(gòu)的特性，高溫下SEI膜、電解液、EC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)。這種累計(jì)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。

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)。

二.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。

三.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)。

四.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。

五.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(shù)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(shù)突將會(huì)長(zhǎng)大，并最終刺穿隔膜紙，使內(nèi)部短路。