鉅大LARGE | 點擊量:1033次 | 2019年09月05日
簡析動力電池安全問題 電動汽車鋰電池會自燃嗎
以鋰電池作為儲能裝置的新能源汽車,目前已經(jīng)成為了市場主流。然而,隨著新能源汽車的推廣和應(yīng)用,鋰電池自燃的問題和汽車使用安全已經(jīng)成為大家擔(dān)心的問題。
究竟鋰電池為什么會自燃?電動汽車是否可以安全、放心地使用?小編為大家進(jìn)行了梳理。
自燃原理
鋰是世界上最活潑的金屬。鋰離子電池體積小容量密度高,高能量密度的特性讓其成為電動汽車的首選。鋰離子電池在工作中是利用鋰離子得失電子和遷移聚集來實現(xiàn)電能的儲存的。
在電池充電時,正極里的鋰原子會喪失電子成為鋰離子,產(chǎn)生電勢差。電解介質(zhì)中的鋰離子在電勢差的作用下,向負(fù)極遷移聚集。放電時,整個程序倒過來。整個工作過程是由電極內(nèi)的鋰金屬得失和電解液中的電子、鋰離子的遷移來共同完成的。
然而,鋰的化學(xué)特性太活潑。鋰金屬暴露在空氣中,會與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng),從而產(chǎn)生燃燒、爆炸。
因此,在鋰電池的實際應(yīng)用中,科學(xué)家們千方百計地防止電解液中的鋰離子向鋰金屬轉(zhuǎn)化,并把金屬鋰鎖在石墨或鋰化合物中,人們常常聽說的,磷酸鐵鋰、鈷酸鋰就是儲存鋰原子的材料。
同時,為了防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部,還采取了一系列的防護(hù)措施。這使得鋰金屬不會與氧氣接觸而發(fā)生爆炸。
在使用中,鋰電池之所以會發(fā)生自燃,就是由于防護(hù)措施不到位或產(chǎn)生了嚴(yán)重的外力破壞,導(dǎo)致防護(hù)失效,而使得金屬鋰與空氣接觸所造成的。
常見的防護(hù)措施
外殼防護(hù),為了防止空氣進(jìn)入,鋰電池都被封裝在密閉容器沖,并為了防止外力破壞通常配以不銹鋼外殼和鋁合金外殼。例如,特斯拉的電動汽車,甚至采用了鈦合金防護(hù)板,以防止汽車使用中,尤其是交通事故中對電池容器的損傷。
隔膜阻斷保護(hù),在防止外力破壞的同時,還要防止來自電池內(nèi)部產(chǎn)生的破壞。
通常為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸而短路,電池內(nèi)會有一層隔膜,一方面將正負(fù)極隔開,一方面又允許帶電離子通過。
然而,在鋰電池中,隔膜還承擔(dān)著另一項防護(hù)職能。在電池溫度過高時,隔膜空隙會自動關(guān)閉,讓鋰離子無法穿越,從而終止整個電池的反應(yīng)。從而防止了電池由于溫度過高,使得其中的電解液氣化產(chǎn)生高壓,破壞電池密封結(jié)構(gòu)的問題。
過充電壓防護(hù),不僅空氣要被阻隔在外,還要防止金屬鋰從電極中外泄。